DE10150595A1

DE10150595A1 - Linear ball bearing has tubular internal sleeve whose top and bottom surfaces form raceways for ball bearings, shaft on which it is fitted on having ribs which hold balls in position on raceways

Info

Publication number: DE10150595A1
Application number: DE2001150595
Authority: DE
Inventors: Juergen Osterlaenger; Manfred Kraus
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-17
Also published as: BR0206142A; BR0206142B1; WO2003033925A1

Abstract

The linear ball bearing has a tubular internal sleeve (11) whose top and bottom surfaces form raceways (12, 13) for the ball bearings (3). The shaft (9) on which it is fitted has ribs (10) which hold the balls in position on the raceways.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einer Welle und einem Gehäuse, welches die Welle umgibt und über Wälzkörper an Laufbahnen der Welle längsverschieblich gelagert ist, wobei die Wälzkörper sich in mehreren endlosen Umläufen befinden, die in dem Gehäuse in Umfangsrichtung der Welle hintereinander angeordnet sind und jeder Umlauf einen Tragbereich, einen Rücklaufbereich und zwei diese Bereiche miteinander verbindende Umlenkbereiche aufweist, und wobei das Gehäuse von einem Trägerteil und einem darin eingebetteten ringförmigen Tragstück gebildet ist, dessen innere Oberfläche Laufbahnen für tragende Wälzkörper aufweist und an dessen äußerer Oberfläche Rücklaufkanäle für rücklaufende Wälzkörper angeordnet sind. The invention relates to a linear roller bearing with a shaft and a housing, which surrounds the shaft and via rolling elements on raceways of the shaft is mounted in a longitudinally displaceable manner, the rolling elements being in several endless orbits located in the housing in the circumferential direction of the shaft are arranged one behind the other and each circulation has a supporting area, one Return area and two connecting these areas together Has deflection areas, and wherein the housing of a support member and one therein embedded annular support piece is formed, the inner surface Has raceways for load-bearing rolling elements and on the outer Surface return channels for returning rolling elements are arranged.

Ein solches Lager kommt für die Anwendung im Bereich der elektromechanischen Lenkung von Kraftfahrzeugen in Betracht, eignet sich jedoch auch für die Anwendung im Maschinenbau. Such a bearing comes for use in the field of electromechanical steering of motor vehicles into consideration, but is also suitable for Application in mechanical engineering.

Aus der Druckschrift DE 36 39 544 C2 ist ein Linearwälzlager bekannt, welches die Übertragung von Drehmomenten von einer Welle auf eine Hülse ermöglicht, die relativ zu der Welle axial verschiebbar ist. Ein Anwendungsgebiet dafür sind teleskopisch verstellbare Lenkwellen von Kraftfahrzeugen. Dieses Lager weist als Gehäuse eine massive Hülse auf. In der Hülse sind achsparallele Bohrungen für die Rücklaufbereiche und von der inneren Oberfläche ausgehende achsparallele Spurrillen für die Tragbereiche der Kugelumläufe eingearbeitet. Eine solche Ausführung bedingt bei einer Hülse aus einem metallischen Werkstoff ein hohes Gewicht und verursacht ein lautes Laufgeräusch der Wälzlager. Mit der Herstellung dieser Hülse sind hohe Kosten verbunden. Ein Linearwälzlager der eingangs genannten Art, bei welchem als Wälzkörper Kugeln verwendet sind, ist aus der Druckschrift DE 42 18 981 A1 bekannt. Dort weist die als Führungsschiene für das Tragkörpergehäuse wirkende Welle eine kreiszylindrische Form auf, so daß eine Übertragung von Drehmomenten von dem Gehäuse auf die Welle mit diesem Linearlager nicht möglich ist. A linear roller bearing is known from the publication DE 36 39 544 C2, which the transmission of torque from a shaft to a sleeve allows that is axially displaceable relative to the shaft. An area of application for this are telescopically adjustable steering shafts of motor vehicles. This The bearing has a solid sleeve as a housing. Are in the sleeve axially parallel bores for the return areas and from the inner surface outgoing axially parallel track grooves for the bearing areas of the ball bearings incorporated. Such a design requires a sleeve from one metallic material is heavy and causes a loud running noise the rolling bearing. The production of this sleeve involves high costs. A linear roller bearing of the type mentioned, in which as a rolling element Balls are used, is known from the publication DE 42 18 981 A1. There has the shaft acting as a guide rail for the support body housing circular cylindrical shape, so that a transmission of torques from the housing on the shaft with this linear bearing is not possible.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Linearwälzlager so weiterzubilden, daß es sich sowohl zur Aufnahme von Radialkräften als auch von Drehmomenten eignet. The invention is based, so the linear roller bearing to further develop that it is both for absorbing radial forces and Torques are suitable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle zur Aufnahme und Übertragung von Drehmomenten mit einer im Querschnitt von der Kreisform abweichenden Profilierung versehen ist. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Momentenbüchse geschaffen. This object is achieved in that the shaft for Acquisition and transmission of torques with a cross section of the Circular deviating profiling is provided. In this way, one advantageous torque rifle created.

Das ringförmige Tragstück des Gehäuses kann als Profilkörper mit mehreren an seiner inneren Oberfläche eingearbeiteten Laufbahnen für tragende Wälzkörper ausgeführt sein. An den Laufbahnen der Welle und des Tragstücks können als Kugeln oder als Rollen ausgebildete Wälzkörper abrollbar angeordnet sein. Das Kunststoffträgerteil des Gehäuses kann im Bereich einer die Längsachse der Welle schneidenden Trennebene geteilt ausgeführt sein, wobei dann die beiden entstandenen Teile zu der Längsachse parallele Nuten aufweisen können, in welchen das Tragstück aufgenommen wird. The annular support piece of the housing can be used as a profile body with several built-in raceways for load-bearing Rolling elements can be executed. On the raceways of the shaft and the support piece Rolling elements designed as balls or as rollers can be unrolled be arranged. The plastic support part of the housing can be in the area of a Longitudinal axis of the parting plane intersecting the shaft can be divided, then the two resulting parts parallel to the longitudinal axis grooves can have, in which the support piece is received.

Zur Befestigung des Gehäuses mit der Anschlußkonstruktion können an dem Kunststoffträgerteil radial abstehende Befestigungslaschen angeformt sein. Das Gehäuse kann von mehreren Kreiszylindersegmenten umgeben sein, welche in Umfangsrichtung der Welle hintereinander angeordnet und an Teilbereichen des Tragstücks abgestützt sind. Die Befestigungslaschen können auch an den Kreiszylindersegmenten radial abstehend angeformt sein. To attach the housing with the connecting structure can on the Plastic carrier part radially projecting mounting tabs are formed. The housing can be surrounded by several circular cylinder segments, which are arranged one behind the other in the circumferential direction of the shaft and on Parts of the support piece are supported. The mounting tabs can also be attached the circular cylinder segments be formed radially projecting.

Das erfindungsgemäße Linearwälzlager hat folgende Vorteile: Es ist preiswert in der Herstellung, für Massenstückzahlen geeignet, weist bei einem stick-slip- freien bzw. -armen Lauf einen sehr guten Wirkungsgrad auf, ermöglicht eine prozeßsichere Montage und bietet einen geräuscharmen Lauf. Fluchtungsfehler zwischen der Welle und dem Gehäuse sind bei diesem Lager weitgehend ausgeglichen. The linear roller bearing according to the invention has the following advantages: It is inexpensive in production, suitable for mass quantities, has a stick-slip free or poor running a very good efficiency, enables a Reliable assembly and offers a low-noise run. Misalignments between the shaft and the housing are largely in this bearing balanced.

Brief description of the drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it

Fig. 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen, Drehmomente übertragenden Linearwälzlagers in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 1 shows a first embodiment of the invention one torque transmitting the linear roller bearing in a perspective view;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des Lagers; Figure 2 is an end view of the camp.

Fig. 3 das Lager im Längsschnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 bzw. in der Seitenansicht; Figure 3 shows the bearing in longitudinal section along line III-III of Figure 2 or in side view.

Fig. 4 eine weitere Ausführung eines Lagers mit einer Welle und einem diese umgebenden Gehäuse im Längsschnitt; Figure 4 shows a further embodiment of a bearing with a shaft and a housing surrounding it in longitudinal section.

Fig. 5 einen Querschnitt durch das weitere Lager gemäß Linie V-V der Fig. 4; Fig. 5 is a cross section through the further bearing according to line VV of Fig. 4;

Fig. 6 eine dritte Ausführung eines Lagers in einem Fig. 5 entsprechenden Schnitt; Fig. 6 shows a third embodiment of a bearing in a section corresponding Fig 5.

Fig. 7 eine vierte Ausführung eines Lagers in einem Fig. 5 entsprechenden Schnitt; Fig. 7 shows a fourth embodiment of a bearing in a section corresponding Fig 5.

Fig. 8 eine fünfte Ausführung eines Lagers in einem Fig. 5 entsprechenden Schnitt und Fig. 8 shows a fifth embodiment of a bearing in a section corresponding to Fig. 5 and

Fig. 9 eine sechste Ausführung eines Lagers in einem Fig. 5 entsprechenden Schnittpunkt. FIG. 9 shows a sixth embodiment of a bearing at an intersection corresponding to FIG. 5.

Detailed description of the drawing

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Linearwälzlager enthält eine Welle 1, welche von einem Gehäuse 2 umgeben ist. Dieses ist über Wälzkörper 3 an der Welle 1 längsverschieblich gelagert. Die Wälzkörper 3 sind in mehreren endlosen Umläufen in dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei tragende Wälzkörper an Laufbahnen 4 der Welle 1 und an Laufbahnen eines ringförmigen Tragstücks 5 abrollbar abgestützt sind. Das Tragstück 5 ist in dem Gehäuse 2 innerhalb eines Trägerteils 6 angeordnet, welches sich in einer Hülse 7 befindet. An der äußeren Oberfläche des ringförmigen Tragstücks 5 befinden sich Rücklaufkanäle für rücklaufende Wälzkörper 3. Die Rücklaufkanäle sind an ihren Enden über Umlenkkanäle mit den Bereichen der tragenden Wälzkörper 3 verbunden. Auf diese Weise sind mehrere endlose Wälzkörperumläufe gebildet. Sie sind in Umfangsrichtung der Welle 1 und des Gehäuses 2 in Abständen hintereinander angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Welle 1 vier Laufbahnen 4 auf, so daß vier Wälzkörperumläufe vorgesehen sind. The linear roller bearing according to the invention shown in FIGS . 1 to 3 contains a shaft 1 which is surrounded by a housing 2 . This is mounted on the shaft 1 in a longitudinally displaceable manner via rolling elements 3 . The rolling elements 3 are arranged in a plurality of endless revolutions in the housing 2 , supporting rolling elements being supported in a rollable manner on raceways 4 of the shaft 1 and on raceways of an annular support piece 5 . The support piece 5 is arranged in the housing 2 within a support part 6 , which is located in a sleeve 7 . Return channels for returning rolling elements 3 are located on the outer surface of the annular support piece 5 . The return channels are connected at their ends to the areas of the load-bearing rolling elements 3 via deflection channels. In this way, several endless roller circulations are formed. They are arranged one behind the other in the circumferential direction of the shaft 1 and the housing 2 . In this embodiment, the shaft 1 has four raceways 4 , so that four rolling element revolutions are provided.

Bei einem weiteren, in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearwälzlagers weist die Welle 9 sechs Laufbahnen 10 für Wälzkörper 3 auf. Ein ringförmiges Tragstück 11 ist im Querschnitt nicht kreisringförmig, sondern profiliert ausgeführt. Es ist an seiner Innenseite mit sechs Laufbahnen 12 für tragende Wälzkörper 3 versehen und weist an seiner äußeren Oberfläche diesen sechs Laufbahnen 12 entsprechende Rücklaufkanäle 13 für rücklaufende Wälzkörper 3 auf. Ein Trägerteil, in welchem das Tragstück 11 eingebettet ist, ist in diesem Fall als Kunststoffträgerteil 14 ausgeführt, es bildet gemeinsam mit dem Tragstück 11 ein Gehäuse 15. An dem Kunststoffträgerteil 14 sind vier Befestigungslaschen 16 für die Verbindung mit einem Anschlußbauteil angeformt. Das Kunststoffträgerteil 14 ist längs einer Ebene, die rechtwinklig zu der Längsachse 17 der Welle 9 verläuft, geteilt ausgeführt. Jeder Teil weist eine Nut auf, die der Form des Tragstücks 11 entspricht, so daß das Tragstück 11 in einfacher Weise innerhalb des Kunststoffträgerteils 14 angeordnet werden kann. In a further exemplary embodiment of the linear roller bearing according to the invention shown in FIGS . 4 and 5, the shaft 9 has six raceways 10 for rolling elements 3 . An annular support piece 11 is not circular in cross section, but profiled. It is provided on its inside with six raceways 12 for load-bearing rolling elements 3 and on its outer surface has return channels 13 for returning rolling elements 3 corresponding to these six raceways 12 . A support part, in which the support piece 11 is embedded, is in this case designed as a plastic support part 14 , it forms a housing 15 together with the support piece 11 . Four fastening tabs 16 are formed on the plastic carrier part 14 for connection to a connecting component. The plastic carrier part 14 is divided along a plane that is perpendicular to the longitudinal axis 17 of the shaft 9 . Each part has a groove which corresponds to the shape of the support piece 11 , so that the support piece 11 can be arranged within the plastic support part 14 in a simple manner.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linearwälzlagers sind eine Welle 18, ein Kunststoffträgerteil 19 und ein Tragstück 20 so geformt, daß zumindest die radiale Kraftübertragung direkt durch das Tragstück 20 erfolgt. Hier weist das Gehäuse drei Befestigungslaschen 16 auf. Die Welle 18 kann als Kreuzwelle bezeichnet werden. Es sind acht Wälzkörperumläufe vorgesehen. Das Tragstück 20 weist vier äußere Bereiche auf, welche der Radialabstützung in einer Einbaubohrung eines Anschlußbauteils dienen. In the embodiment of a linear roller bearing according to the invention shown in FIG. 6, a shaft 18 , a plastic carrier part 19 and a support piece 20 are shaped such that at least the radial force transmission takes place directly through the support piece 20 . Here, the housing has three fastening tabs 16 . The shaft 18 can be referred to as a cross shaft. Eight roller circulations are provided. The support piece 20 has four outer regions, which serve for radial support in an installation bore of a connecting component.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 mit zwei Befestigungslaschen 16 weicht eine Welle 21 nur insofern von der exakten Kreisform ab, als insgesamt sechzehn Laufbahnen in die Mantelfläche der Welle 21 eingearbeitet sind, so daß hier sechzehn Wälzkörperumläufe in einem Kunststoffträgerteil 22 vorgesehen sind. Dementsprechend ist auch ein Tragstück 23 verwendet, welches im wesentlichen kreisringförmig ist. Diese Ausführung ist dann vorgesehen, wenn die zu übertragenden Radialkräfte dominieren und das zu übertragende Drehmoment nur gering ist. In the exemplary embodiment according to FIG. 7 with two fastening tabs 16 , a shaft 21 only deviates from the exact circular shape in that a total of sixteen raceways are incorporated into the lateral surface of the shaft 21 , so that here sixteen rolling element revolutions are provided in a plastic carrier part 22 . Accordingly, a support piece 23 is used, which is substantially annular. This version is provided when the radial forces to be transmitted dominate and the torque to be transmitted is only low.

Ein in Fig. 8 dargestelltes Linearwälzlager mit vier Befestigungslaschen 16 weist eine Welle 24 auf, die im Querschnitt nahezu quadratisch ist, so daß man von einer Vierkantwelle sprechen kann. Ein die Welle 24 umgebendes Tragstück 25, welches gemeinsam mit einem Kunststoffträgerteil ein Gehäuse 26 bildet, weist vier außen liegende Teilbereiche 27 auf. Zur Abstützung des Tragstücks 25 in Umfangsrichtung der Welle 24 sind an dem Gehäuse 26 vier Kreiszylindersegmente 28 ausgebildet, wobei jeder Teilbereich 27 des Tragstücks 25 an zwei benachbarten Kreiszylindersegmenten 28 anliegt. Die Wälzkörper 3 sind bei dieser Ausführung ebenso, wie bei den bisherigen Ausführungen als Kugeln ausgebildet. A linear roller bearing shown in Fig. 8 with four mounting tabs 16 has a shaft 24 which is almost square in cross section, so that one can speak of a square shaft. A support piece 25 surrounding the shaft 24 , which together with a plastic support part forms a housing 26 , has four outer partial areas 27 . To support the support piece 25 in the circumferential direction of the shaft 24 , four circular cylinder segments 28 are formed on the housing 26 , each partial region 27 of the support piece 25 abutting two adjacent circular cylinder segments 28 . The rolling elements 3 are designed as balls in this embodiment as well as in the previous versions.

Ein in Fig. 9 dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearwälzlagers unterscheidet sich von dem in Fig. 8 dargestellten Lager im wesentlichen nur dadurch, daß die Wälzkörper 32, die sich an der Welle 29 und dem Tragstück 30 abwälzen, innerhalb des Gehäuses 31 als Rollen ausgebildet sind. Das Gehäuse 31 weist vier Befestigungslaschen 16 auf. Bezugszahlenliste 1 Welle
2 Gehäuse
3 Wälzkörper
4 Laufbahn
5 Tragstück
6 Trägerteil
7 Hülse
8 Dichtung
9 Welle
10 Laufbahn
11 Tragstück
12 Laufbahn
13 Rücklaufkanal
14 Kunststoffträgerteil
15 Gehäuse
16 Befestigungslasche
17 Längsachse
18 Welle
19 Kunststoffträgerteil
20 Tragstück
21 Welle
22 Kunststoffträgerteil
23 Tragstück
24 Welle
25 Tragstück
26 Gehäuse
27 Teilbereich
28 Kreiszylindersegment
29 Welle
30 Tragstück
31 Gehäuse
32 Wälzkörper
An embodiment of the linear roller bearing according to the invention shown in Fig. 9 differs from the bearing shown in Fig. 8 essentially only in that the rolling elements 32 , which roll on the shaft 29 and the support piece 30 , are formed within the housing 31 as rollers , The housing 31 has four fastening tabs 16 . List of reference numbers 1 wave
2 housings
3 rolling elements
4 career
5 support piece
6 support part
7 sleeve
8 seal
9 wave
10 career
11 support piece
12 careers
13 return channel
14 plastic carrier part
15 housing
16 fastening tab
17 longitudinal axis
18 wave
19 plastic carrier part
20 support piece
21 wave
22 plastic carrier part
23 support piece
24 wave
25 support piece
26 housing
27 section
28 circular cylinder segment
29 wave
30 support piece
31 housing
32 rolling elements

Claims

1. Linear roller bearing with a shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 , 29 ) and a housing ( 2 , 15 , 26 , 31 ) which surrounds the shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 , 29 ) and Via rolling elements ( 3 , 32 ) on raceways ( 4 , 10 ) of the shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 , 29 ) is mounted so as to be longitudinally displaceable, the rolling elements ( 3 , 32 ) being in a plurality of endless revolutions which are in the housing ( 2 , 15 , 26 , 31 ) in the circumferential direction of the shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 , 29 ) are arranged one behind the other and each circulation has a support area, a return area and two deflection areas connecting these areas, and wherein the housing ( 2 , 15 , 26 , 31 ) is formed by a carrier part ( 6 , 14 , 19 , 22 ) and an annular support piece ( 5 , 11 , 20 , 23 , 25 , 30 ) embedded therein, the inner surface of which raceways ( 12 ) for load-bearing rolling elements ( 3 , 32 ) and on its outer surface return channels ( 13 ) for returning rolling elements Body ( 3 , 32 ) are arranged, characterized in that the shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 , 29 ) for receiving and transmitting torques is provided with a profile which differs in cross section from the circular shape.

2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the annular support piece ( 11 , 20 , 23 , 25 , 30 ) is designed as a profile body with a plurality of raceways ( 12 ) for load-bearing rolling elements ( 3 , 32 ) incorporated on its inner surface.

3. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that on the raceways ( 4 , 10 ) of the shaft ( 1 , 9 , 18 , 21 , 24 ) and on the raceways ( 12 ) of the support piece ( 5 , 11 , 20 , 23 , 25 ) rolling elements ( 3 ) designed as balls are arranged such that they can be unrolled.

4. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that on the raceways of the shaft ( 29 ) and on the raceways of the support piece ( 30 ) designed as rollers rolling elements ( 32 ) are arranged rollable.

5. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the carrier part of the housing ( 15 , 26 , 31 ) is designed as a plastic carrier part ( 14 , 19 , 22 ).

6. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the carrier part ( 6 , 14 ) in the region of a longitudinal axis ( 17 ) of the shaft ( 1 , 9 ) intersecting parting plane is carried out, the two parts formed to the longitudinal axis ( 17 ) have parallel grooves in which the support piece ( 5 , 11 ) is received.

7. Rolling bearing according to claim 5, characterized in that on the plastic carrier part ( 14 , 19 , 22 ) of the housing ( 15 , 26 , 31 ) radially projecting fastening tabs ( 16 ) are formed.

8. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the housing ( 26 , 31 ) is surrounded by a plurality of circular cylinder segments ( 28 ) which are arranged one behind the other in the circumferential direction of the shaft ( 24 , 29 ) and on partial areas ( 27 ) of the support piece ( 25 , 30 ) are supported.

9. Rolling bearing according to claim 8, characterized in that radially projecting fastening tabs ( 16 ) are integrally formed on the circular cylinder segments ( 28 ).