DE2448152A1

DE2448152A1 - Laengsfuehrungslager

Info

Publication number: DE2448152A1
Application number: DE19742448152
Authority: DE
Inventors: Albert Richard Mccloskey
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1973-10-10
Filing date: 1974-10-09
Publication date: 1975-04-17
Also published as: JPS5829290Y2; GB1477010A; US3907384A; CA1010099A; JPS5065742A; FR2247636A1; JPS56104624U

Description

Pittsburgh, Pennsylvania 13219
V.St.A.

Unser Zeichen: R 847

Längs führungs1ager

Die Erfindung bezieht sich auf ein Längsführungslager, welches sich entlang einer Welle mit kreisförmigem Querschnitt bewegen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Längsführungs-. lager,welches innerhalb eines Gehäuses montiert werden kann und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die ihrerseits konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei die innere Hülse eine mittlere öffnung hat, durch die die Welle hindurchgeht und wobei die innere Hülse eine Anzahl von Führungsbahnen aufweist, die Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Wellen bestimmen, und zwar während der Bewegung zwischen der Welle" und dem Lager, wobei die Kugeln während eines Abschnittes ihres Umlaufweges die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an^ einer Mehrzahl von Laufbahnen, die an diesen vorgesehen sind, berühren, wobei die äußere Hülse auf ihrer äußeren¹Oberfläche wenigstens eine Ringnut aufweist und wobei ein "0"-Ring in dieser Ringnut und in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, um eine Pehlausfluchtung zwischen dem Gehäuse und der Welle aufzunehmen.

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Es gibt zahlreiche Längsführungslager mit umlaufenden Kugeln. Die bekannten Längsführungslager unterliegen jedoch einem sehr hohen Verschleiß zwischen den entsprechenden Teilen.

Einer der Hauptgründe eines vorzeitigen Verschleißes in Längsführungslagern kann direkt auf eine Fehlausfluchtung der Welle gegenüber dem Gehäuse zurückgeführt werden, in welchem das Längsführungslager angeordnet ist. Ein geringer Grad einer Fehlausfluchtung bewirkt ein Hängenbleiben oder ein Festfressen der Welle gegenüber den verschiedenen umlaufenden Kugeln und dieses Hängenbleiben oder Festfressen führt zu einem Zerkratzen und Abplatten und zu einer Ermüdung der Kugeln der Welle und der verschiedenen Laufbahnen, von denen die Kugeln in ihrem belasteten Zustand getragen werden.

Bisher wurde versucht, derartige Fehlausfluchtungen durch komplizierte und teuere Gestaltungen auszuschalten und diese haben sich nicht immer bewährt.

Es ist deshalb ein Hauptziel der Erfindung, ein Längsführungslager zu schaffen, daß innerhalb eines normierten oder Standardgehäuses montiert werden kann, wobei dieses Längsführungslager eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die ihrerseits konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei sich eine Welle durch die innere Hülse hindurch erstreckt und wobei die innere Hülse eine Anzahl von Führungen aufweist, die Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager bestimmen, wobei die Kugeln während eines Teiles ihrer Umlaufbahn die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an einer Mehrzahl von Laufbahnen berühren, die dort vorgesehen sind, und wobei erfindungsgemäß die äußere Hülse in ihrer äußeren Oberfläche wenigstens eine Ringnut aufweist und wobei ein O-Ring in dieser Ringnut und in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, um Fehlausfluchtungen zwischen dem Gehäuse und der Welle aufzunehmen.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Längsführungslager zu schaffen, welches insbesondere geeignet ist, mechanische Fehlausfluchtungen der Welle gegenüber dem Gehäuse aufzunehmen, in dem das Lager angeordnet ist, wobei die mechanische Fehlausfluchtung hauptsächlich durch Montage- und Fabrikationsungenauigkeiten des gesamten Längsführungslagers hervorgerufen werden.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, ein hochleistungsfähiges Längsführungslager zu schaffen, welches in billiger Weise hergestellt werden kann und welches einen ganz einfachen Aufbau aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Längsführungslager zu schaffen, welches mit genormten oder Standardgehäusen verbunden werden kann, so daß keine besonderen Zubehörteile und äußeren Zubehörteile erforderlich sind.

Es gehört auch zu den Zielen der Erfindung, ein Längsführungslager zu schaffen, welches unter Verwendung von automatisierten Massenfertigungstechniken hergestellt werden kann.

Sin Ziel der Erfindung ist es auch, ein Längsführungslager zu schaffen, welches bestimmte dynamische Fehlausfluchtungen aufnehmen kann.

Die Erfindung betrifft somit ein Längsführungslager, welches in einem Gehäuse montiert werden kann und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei diese innere Hülse eine zentrale öffnung hat, durch die sich die Welle hindurch erstreckt und wobei die innere Hülse mehrere Führunge hat, die Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager bestimmen, wobei die Kugeln während eines Teiles

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ihres Umlaufes die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an mehreren Laufbahnoberflächen berühren, die dort vorgesehen sind, wobei erfindungsgemäß die äußere Hülse in ihrer äußeren Oberfläche wenigstens eine Ringnut aufweist und wobei ein "O"-Ring in dieser Ringnut und in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, um Fehlfluchtungen zwischen dem Gehäuse und der Welle aufzunehmen.

Weitere Ziele und Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden. Die Zeichnung ist eine Teilschnittansicht eines gemäß der Erfindung aufgebauten Längsführungslagers .

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß verbessertes Längsführungslager 10 dargestellt. Dieses Längsführungslager 10 kann insbesondere für eine Längsbewegung an einer Welle 12 montiert werden. Das Längsführungslager 10 weist eine äußere Hülse 14 und eine innere Hülse 16 auf. Die äußere Oberfläche der inneren Hülse 16 kann polyhedronal ausgebildet sein und kann mehrere axial sich erstreckende, ebene Oberflächen aufweisen, die nicht dargestellt sind.

Die innere Hülse 16 weist ferner mehrere geschlossene schleifenförmige Bahnen 18 auf, die Laufbahnen bilden, in denen die lasttragenden Kugeln 20 umlaufen. Die.innere Oberfläche der äußeren Hülse 16 kann ebenfalls polyhedronal ausgebildet sein. Die innere Oberfläche der äußeren Hülse Ik weist mehrere axial sich erstreckende ebene Oberflächen auf. Die Form der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 1*1 entspricht im allgemeinen der Form der äußeren Oberfläche der inneren Hülse 16. Die äußere Oberfläche der inneren Hülse 16 kann deshalb in einer registerhaltigen Stellung innerhalb der inneren Oberfläche der äußeren Hülse, und zwar entlang den axial sich erstreckenden ebenen Oberflächen angeordnet werden.

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Mehrere axial sich erstreckende Lagerlaufbahnen 22 sind an der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 14 vorgesehen.

Halterungen wie beispielsweise Sprengringe 24 sind an jedem Ende des Längsführungslagers 10 vorgesehen, um die innere Hülse 16 in der äußeren Hülse 14 fest zu verankern, um dadurch die Betriebsintegrität des Längsführungslagers 10 zu gewährleisten. Die Sprengringe 24 halten die axiale Stellung der inneren Hülse 16 gegenüber der äußeren Hülse 14 aufrecht, während die im vorstehenden erwähnte registerhaltige Lage der axial sich erstreckenden ebenen Oberflächen der inneren Hülse 16 und der äußeren Hülse 14 die Drehstellung der inneren Hülse 16 gegenüber der äußeren Hülse 14 aufrecht erhalten.

Die.äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist die erfindungsgemäße Abweichung gegenüber bekannten Längsführungslagern auf. Wie Pig. I zeigt, weist diese äußere Oberfläche eine Anzahl von verschiedenen Oberflächenteilen auf, von denen jedes einander ergänzende Punktionen hat.

Die äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist ringförmige Nuten 26 auf. Diese ringförmigen Nuten 26 nehmen Halterungen wie beispielsweise Sprengringe 28 auf.

Diese Sprengringe 28 halten axial das Längsführungslager innerhalb dem Gehäuse 30 fest. Die Sprengringe 28 können in ihren Ringnuten an der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse so angeordnet sein, daß ein kleiner Zwischenraum zwischen diesen und dem Gehäuse 30 vorhanden ist. Dieser Spalt oder Zwischenraum ergibt einen gewissen "Spielraum zwischen dem Gehäuse 30 und der äußeren Hülse 24. Das Gehäuse' 30, ' welches im wesentlichen zylindrisch ist, ist diejenige Einrichtung, mit der das Längsführungslager 10 in Betriebsverbindung mit einem Maschinenelement, mit einer Vorrichtung oder dergleichen steht wie beispielsweise mit einer nicht dargestellten Werkzeughalterung. Das Gehäuse 30, welches

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auch manchmal als Hülse bezeichnet werden kann, ist an diesem Maschinenelement oder dergleichen durch eine nicht dargestellte Befestigungseinrichtung beispielsweise durch Schrauben" befestigt. Es kann aber auch ein Preßsitz oder dergleichen vorgesehen sein. Ein typisches Beispiel eines Gehäuses 30 ist dem Katalog LB-2 der Rockwell International Corporation zu entnehmen. Diese Erzeugnisse werden unter dem Handelsnamen der Rockwell International Corporation "Unilin" verkauft.

Die äußere Oberfläche der äußeren Hülse I** weist wenigstens eine ringförmige Nute 32 auf. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 drei im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 32 auf, von denen-je eine Nute an je einem Ende und eine Nute in der Mitte vorgesehen ist. Die Ringnuten 32 sind derart ausgebildet, daß sie O-Ringe 40 aufnehmen können. Wie Fig. 1 zeigt, sind drei O-Ringe 40 vorgesehen, und zwar ist jeweils einer in jeder Ringnut 32 angeordnet. Die O-Ringe bilden die mechanische Zwischenverbindung zwischen der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14 und der inneren Oberfläche des Gehäuses 30. Die Sprengringe 28 sind gegenüber den Enden des Gehäuses 30 so angeordnet, daß wie bereits ausgeführt, ein Spielraum vorhanden ist.

Es sei bemerkt, daß mehrere O-Ringe in einer einzelnen Ringnut angeordnet werden können. Dies heißt, daß die Ringnut 32 so ausgebildet ist, daß sie mehr als einen O-Ring aufnehmen kann. Bei einer derartigen Ausbildung würde eine einzelne Ringnut in der Mitte der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14 vorgesehen sein, wobei diese einzelne Ringnut eine Mehrzahl von O-Ringen aufnimmt.

Die Abmessungen der O-Ringe 40 und die Dichte des Materials wie beispielsweise eines Kunststoff- oder Kautschuk- oder Gummimaterials der O-Ringe 40 bestimmt die Dichte oder Festigkeine des Sitzes des Längsführungslagers IO innerhalb des

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Gehäuses 30. Ein vorbestimmtes Maß an Vorbelastung kann auf die O-Ringe an der mechanischen Grenzfläche zwischen dem Gehäuse 30 und der äußeren Hülse 14 des Längsführungslagers ίΟ aufgebracht werden. Es ist zu erkennen, daß die O-Ringe 40, die in den Ringnuten 32 angeordnet sind, es ermöglichen, daß sich das Gehäuse 30 gegenüber dem Längsführungslager 10 und der Welle 12 bewegen kann und umgekehrt. Wenn ein Betriebsbauteil, beispielsweise das Gehäuse 30 gegenüber einem anderen Betriebsteil, beispielsweise der Welle 12, in eine nicht ausgefluchtete Lage gelangt, so kann diese Fehlfluchtung durch die O-Ringe aufgenommen werden, und zwar durch eine Deformation dieser. Ringe, wodurch die verschiedenen sich bewegenden Teile der gesamten Baugruppe gegen Fehlflucht ungskräf te geschützt werden.

Die innere Oberfläche 40 des Gehäuses 30 ist üblicherweise zylindrisch und weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich oder etwas größer ist als der ursprüngliche Außendurchmesser der äußeren Oberfläche 34 der äußeren Hülse 14.

Die äußere Oberfläche 34 der äußeren Hülse 14 kann in zweierlei Weise ausgebildet sein. Der Bereich der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 34, der sich in registerhaltiger Lage mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 30 befindet, kann eingeschnitten oder hinterschnitten sein, um einen Raum zu bilden, in dem die O-Ringe 4Ό arbeiten können. Es kann aber auch die gesamte äußere Oberfläche der äußeren Hülse 44 ganz allgemein gegenüber der inneren Oberfläche des Gehäuses 30 mit einem gewissen Untermaß hergestellt sein.

Die Pehlfluchtung, die 'typischerweise auftritt, ist eine statische Fehlfluchtung, d.h. diese Fehlfluchtung ist in das System eingebaut, wie beispielsweise die Fehlfluchtung, die durch eine nicht genau ausgefluchtete Welle erzeugt werden kann. Die Wirkung der O-Ringe 40 ist derart, daß ein gewisser Grad von dynamischen Fehlfluchtungen aufge-

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nommen werden kann, wie sie durch verschiedene Beiastungevektoren auftreten können.

Es sei bemerkt, daß die Aufnahme der statischen und dynamischen Fehlfluchtungskräfte durch die vorliegende Erfindung ohne spezielle Zubehörteile, Zusatzteile und dergleichen aufgenommen werden können, wobei bereits auf Lager liegende Komponenten verwendet werden können, wie Standard- oder Normgehäuse 30, O-Ringe und dergleichen.

In der Zeichnung sind drei Ringnuten 32 und drei O-Ringe 40 vorgesehen, die in den Ringnuten angeordnet sind. Die O-Ringe sind an der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14 im Abstand voneinander angeordnet. Es sei bemerkt, daß verschiedene Kombinationen von Abständen der Ringnuten und der O-Ringe verwendet werden können, um die Ziele der Erfindung zu erreichen. Beispielsweise kann eine einzelne Ringnut vorgesehen sein und ein einzelner O-Ring kann in dieser Ringnut angeordnet sein, und zwar in der Mitte der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14. In gleicher Weise können zwei O-Ringe und komplementäre Ringnuten in einem Abstand von den Enden der äußeren Hülse 14 auf deren äußerer Oberfläche vorgesehen sein. Ferner können die O-Ringe 40 so bemessen sein, daß eine Vorspannungskraft an der Grenzfläche zwischen dem Gehäuse 30 der inneren Hülse 14 ausgebildet wird. Der Grad der Vorspannung sowie die Anzahl der O-Ringe hängt von der speziellen Verwendung des Längsführungslagers 10 ab. speziellen Fällen kann ein hohes Maß an Vorspannung verwendet werden und die Starrheit oder Steifheit des Aufbaus kann in gewünschter Weise erhöht werden. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann eine sehr flexible Lage zwischen dem Lager 10 und dem Gehäuse 30 erwünscht werden.

Es sei bemerkt, daß die vorstehende Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist und daß Abänderungen vorgenommen werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims

Patentansprüche

Längsführungslager, welches in einem Gehäuse montiert werden

ann und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die ihrerseits konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei die innere Hülse eine mittlere öffnung für den Durchgang einer Welle aufweist und wobei die innere Hülse mehrere Führungen hat, die Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager bestimmen, wobei diese Kugeln während eines Teiles ihres Umlaufes die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse längs mehreren Laufbahnoberflächen berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse in ihrer äußeren Oberfläche wenigstens eine Ringnut (32) aufweist,'daß wenigenstens ein O-Ring (40) in dieser Ringnut und in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses (30) angeordnet ist, um Fehlfluchtungen zwischen dem Gehäuse und der Welle (12) aufzunehmen.
2. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ringnuten (32) in der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse (14) vorgesehen sind und daß drei O-Ringe (40) vorgesehen sind, von denen je einer in einer Ringnut angeordnet ist.
3. Längsführungslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring (40) in einem vorbelasteten Zustand zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses (30) und der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse (14) angeordnet ist.
4. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Ringnut (32) mit einem O-Ring (40) in der Mitte zwischen den Enden der äußeren Hülse (14) angeordnet ist.

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5. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein O-Ring (40) in jeder Ringnut (32) angeordset ist.
6. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein O-Ring (40) in einer einzelnen Ringnut (32) angeordnet ist.
7. Längsführungslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Ringnut in der Mitte der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse ausgebildet ist.

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