DE2533586A1

DE2533586A1 - Kugellager fuer laengsbewegungen

Info

Publication number: DE2533586A1
Application number: DE19752533586
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandenstein; Horst M Ernst; Armin Olschewski; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1975-07-26
Filing date: 1975-07-26
Publication date: 1977-02-10
Also published as: SE7606825L; FR2319802B1; SE408084B; GB1554447A; FR2319802A1

Description

SKP KUGEUAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 22.7.1975

TPA/vH/gh DT 75 026 DT

Kugellager für Längsbewegungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfang verteilten, in sich geschlossenen Kugelreihen, das eine Käfighülse mit lastaufnehmender Laufbahnplatte und radial eingesetztem Rücklaufelement je Kugelreihe aufweist.

Es ist ein Kugellager der oben angegebenen Art bekannt, bei dem die Rücklaufelemente mit der einteiligen Käfighülse durch zapfenförmige VorsprUnge miteinander verbunden sind (DT-GM 7 ^38 120). Dieses bekannte Kugellager hat den Nachteil, daß Käfighülse und/oder Rücklaufelement nur mit komplizierten Werkzeugen hergestellt werden können. Pur den Fall, daß die Käfighülse und/oder Rücklaufelemente im Spritzgußverfahren gefertigt werden sollen, müssen teure Spritzwerkzeuge (mit Radial- und Axialschiebern) verwendet werden. Das bekannte Lager hat außerdem den Nachteil, daß sich innerhalb der zur Verfügung stehenden Bauhöhe zwischen Welle und Gehäuse in das Kugellager nur Kugeln mit einem relativ kleinen Kugeldurchmesser einbauen lassen, denn die unbelasteten Kugeln werden radial außen und innen im Kugellager abgedeckt. Wegen dieses relativ kleinen Kugeldurchmessers besitzt das bekannte Kugellager nur eine kleine Tragfähigkeit und damit eine kurze Lebensdauer. Bei kleinen Schiefstellungen der Welle gegenüber der Gehäusebohrung können in diesem bekannten Kugellager auch schädliche Überlastungen oder Verklemmungen der Kugeln entstehen, weil die Lauf- und Führungsbahnen des Kugellagers nicht winkelbeweglich sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes Kugellager für Längsbewegungen zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist, und das außerdem mit einfachen Mitteln in einer Fertigung mit großen Stück-

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zahlen hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Käfighülse aus zwei Käfighälften besteht, welche am Umfang verteilte, axial gerichtete Stegvorsprünge und zwischen zwei benachbarten Stegvorsprüngen Je einen axial gerichteten Haltevorsprung aufweisen, wobei die Stirnfläche jedes Stegvorsprunges der einen Käfighälfte mit der Stirnfläche des Haltevorsprungs der anderen Käfighälfte durch Schweißen, Nieten oder dergleichen fest verbunden ist.

Erfindungsgemäß können dabei die StegvorsprUnge fast über die Breite des Lagers reichen, so daß die zugehörigen Haltevorsprünge, mit denen die Stirnflächen der Stegvorsprünge verbunden sind, relativ kurz sind.

Nach einem besonderen Merkmal ist Jedes Rücklaufe lerne nt in einer zwischen dem Stegvorsprung der einen Käfighälfte und dem benachbarten Stegvorsprung der anderen Käfighälfte gebildeten radialen Öffnung am Utafang der Käfighülse zusammen mit den Kugeln der zugehörigen Kugelreihe eingebaut. Durch Einführen oder Einschnappen der Kugeln an den Rändern der radialen Öffnung und/oder der Rüoklaufelemente, zum Beispiel aus elastischem Kunststoff, in die Führungsbahnen zwischen Käfighülse und Rücklaufelement wird somit ein kompaktes, selbsthaltendes Kugellager geschaffen.

Erfindungsgemäß kann jedes Rücklaufelement zwischen den Kugeln der zugehörigen Kugelreihe schwimmend gehalten sein, so daß die Rücklaufelemente entsprechend dem seitlichen Spiel der Kugeln etwas beweglich sind und sich entsprechend den Bewegungsverhältnissen der Kugeln der zugehörigen Kugelreihe einstellen können. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Käfighälften aus Kunststoff, zum Beispiel im Spritzgußverfahren, herzustellen, und dann einzelne harte Laufbahnplatten aus Stahl in die Käfighülse radial einzulegen oder einzuschnappen.

Nach einem Merkmal der Erfindung kann Jede lastaufnehmende Laufbahnplatte einstückig mit dem zugehörigen Stegvorsprung verbunden sein. Zwecks Einstellbarkeit des Kugellagers gegenüber kleinen Schiefstellungen der Welle, kann die radial äußere Fläche der lastaufnehmenden Laufbahnplatte ,

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die sieh in der zylindrischen Gehäusebohrung abstützt, in Längsrichtung (axialer Richtung) konvex gekrümmt sein.

Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung kann die radial äußere Fläche des Rücklaufeleraentes in Längsrichtung gekrümmt sein, wobei die seitliehe Führungsrinne des Rücklaufelementes ein kreisabschnittförmiges Profil aufweist. Trotz enger Führung der Kugeln in den axialen Führungskanälen führt eine Einstellbewegung des Rücklaufelementes nicht zu Kugelverklemmungen, wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung, die Größe des Radius des kreisabschnittförmigen Profils Jedes Rücklaufelementes, das den Stegvorsprüngen gegenüberliegt, von der Mitte des Kugellagers nach den axialen Enden zu wächst. Eine enge Schmiegung der Kugeln an der lastaufnehmenden Laufbahnplatte mit entsprechend hoher Tragfähigkeit des Kugellagers wird dadurch erreicht, daß man in die lastaufnehmende Laufbahnplatte eine Laufbahnrille einarbeitet.

Nach einem weiteren Merkmal kann jedes Rücklaufelement an seinem Rand eine in sich geschlossene seitliche Führungsrinne für die Kugeln der zugehörigen Kugelreihe aufweisen.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist ein axial gerichteter Führungskanal für die belasteten Kugeln, zwischen der Führungsrinne des Rücklaufelementes und dem gegenüberliegenden Stegvorsprung der einen Käfighälfte, sowie ein axial gerichteter Führungskanal für die unbelasteten Kugeln zwischen der gegenüberliegenden Führungsrinne desselben Rücklaufelementes und dem gegenüberliegenden Stegvorsprung der anderen Käfighälfte gebildet. Dabei kann zwischen der Führungsrinne jedes Rücklaufelementes und einem axial gegenüberliegenden Abschnitt der betreffenden Käfighälfte ein Umlenkkanal gebildet sein, der den axial gerichteten Führungskanal der belasteten Kugeln mit dem axial gerichteten Führungskanal der unbelasteten Kugeln derselben Kugelreihe verbindet. Auf diese Weise werden die Kugeln im Umlenkkanal ohne Stoßkanten einwandfrei geführt.

Vorteilhafterweise werden die Käfighälften aus einem Bandwerkstoff, zum Beispiel Bandstahl, hergestellt, so daß eine besonders wirtschaftliche Fertigung ermöglicht ist. Dabei können die Käfighälften kronenförmig,

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zum Beispiel im Preßverfahren, geformt sein, wobei die Stegvorsprünge und Haltevorsprünge als axiale Einbuchtungen hergestellt sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Beschreibung von Beispielen mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kugellager,

Fig. 2 einen Querschnitt des Kugellagers entlang der Linie A-A in Figur 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf ein einzelnes Rücklaufelement des in Figur 1 gezeigten Kugellagers,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B durch das in Figur 3 gezeigte Rücklaufe lement,

Fig. 5 die Draufsicht auf eine einzelne Käfighälfte des in Figur 1 gezeigten Kugellagers,

Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt des zwischen RÜcklaufelement und Stegvorsprung gebildeten Führungskanals des in Figur 1 dargestellten Kugellagers,

Fig. 7 die Seitenansicht eines abgeänderten Rücklaufelernentes für das in Figur 1 gezeigte Kugellager, und

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie C-C durch das in Figur 7 dargestellte RÜcklaufelement.

In Figur 1 ist mit 1 eine Käfighülse bezeichnet, welche aus zwei KäfighSlften 2, 5 besteht, die an ihrem Umfang axial gerichtete, fast über die Breite des Lagers reichende Stegvorsprünge 4 und zwischen zwei benachbarten StegvorsprUngen 4 einen axial gerichteten, kurzen Haltevorsprung 5

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aufweisen (s.a. Figur 5). Diese zwei Käfighälften 2, 3 sind fest miteinander verbunden, und zwar durch Schweißen, Nieten oder dergleichen der Stirnfläche jedes Stegvorsprunges 4 der einen Käfighälfte 2 mit der anliegenden Stirnfläche des Haltevorsprungs 5 der anderen Käfighälfte 35. Jeder Stegvorsprung 4 der beiden Käfighälften ist mit einer einstückigen Laufbahnplatte 6 versehen, auf der sich, wie in Figur 2 verdeutlicht, die belasteten Kugeln 7 radial nach außen abstützen. Zwischen den benachbarten Stegen 4 der Käfighülse 1 ist je eine radiale Öffnung 8 vorhanden, in die ein Rücklaufelement 9 zusammen mit den belasteten Kugeln 7 und den unbelasteten Kugeln 10 der zugehörigen Kugelreihe eingebaut ist.

Wie in Figur 3» 4 und 6 deutlich zu sehen, weist das Rücklaufelement 9 an seinem Rand eine in sich geschlossene Führungsrinne 11 auf, welche die Kugeln 7* 10 einer Kugelreihe seitlich führt. Zwischen der Führungsrinne 11 jedes Rücklaufelementes 9 und den gegenüberliegenden Stegvorsprüngen 4 ist ein axialer gerichteter Führungskanal 12 für die belasteten Kugeln 7 auf der einen Seite des Rücklauf elementes 9 und ein axial gerichteter Führungskanal 15 für die unbelasteten Kugeln 10 auf der anderen Seite gebildet. Im übrigen werden die Kugeln 7* 10 jeder Kugelreihe in einem Umlenkkanal 14 je Ende der Käfighülse 1 geführt, der den axial gerichteten Führungskanal 12 der belasteten Kugeln 7 mit dem axial gerichteten Führungskanal 15 der unbelasteten Kugeln 10 miteinander verbindet. Der Umlenkkanal 14 wird zwischen der Führungsrinne 11 des betreffenden Endes des Rücklaufelementes 9 und dem axial gegenüberliegenden gebogenen und gekrümmten Abschnitt 15 der Käfighälfte 2, 3 gebildet.

Die zwei Käfighälften 2, J5 sind wirtschaftlich aus einem Bandstahl herstellbar und zwar vorteilhafterweise in einer Presse, wobei wegen der Einfachheit der kronenförmigen Gestaltung der Käfighälften 2, 3>, siehe Figur 5, ein Werkzeug ohne Radialschieber zur Anwendung kommen kann.

Zwecks Schwingungsdämpfung im Betrieb des Kugellagers können die axialen Einbuchtungen der Stegvorsprünge 4 und Haltevorsprünge 5 zumindest zum

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Teil mit einem schwingungsdämpfenden Werkstoff (nicht gezeigt) gefüllt sein. Der schwingungsdämpfende Werkstoff kann ein Elastomerkunststoff sein, der im Spritzgußverfahren in diese Stegvorsprünge 4- und/oder Haltevorsprünge 5 eingespritzt ist.

In den Figuren 7 und 8 ist ein abgeändertes Rücklaufelement 16 gezeigt, das anstelle des Rücklaufe lerne ntes 9 in die Käfighülse 1 eingebaut werden kann, die in Figur 1 gezeigt ist. Dieses Rücklaufelement 16 besitzt eine radial äußere Fläche 17, die in Längsrichtung (axialer Richtung) konvex gekrümmt ist, so daß sich das Rücklaufelement 16 bezüglich der Bohrung des Gehäuses etwas schief und somit selbsttätig einstellen kann.

Die auf beiden Längsseiten des Rücklaufeleraentes 16 befindliche Führungsrinne 11 weist ein kreisabschnittförmiges Profil auf, dessen Profilradius R. von der Mitte nach den axialen Enden des Rücklaufelementes 16 zu wächst, so daß an diesen Enden der größere Profilradius Rp gebildet wird. Auf diese Weise wird die Einstell- oder Schiefstellbewegung des Rücklaufelementes l6 durch die in den Führungskanälen 12, 13 eng geführten Kugeln T, nicht gehindert.

In die einstückig mit dem Stegvorsprung 4 verbundene Laufbahnplatte 6 kann übrigens eine axial gerichtete Laufbahnrille (nicht gezeigt) eingearbeitet sein, so daß eine enge Schmiegung zwischen den belasteten Kugeln 7 und der Laufbahnplatte 6 hergestellt ist und das Kugellager eine dementsprechend hohe Tragfähigkeit aufweist.

Das Rücklaufe lement 9» l6 kann aus einem elastischen Kunststoff, zum Beispiel im Spritzgußverfahren, hergestellt sein. Dadurch lassen sich Rücklaufelement 9, 16 und Kugeln 7* 10 leicht in die radialen Öffnungen der Käfighülse 1 einschnappen und montieren.

Das oben beschriebene erfindungsgemäße Kugellager stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar, das im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden kann. Zum Beispiel können die Käfighälften nicht nur aus Bandstahl, sondern auch aus Kunststoff, zum Beispiel im Spritzgußverfahren,herge-

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stellt sein, wobei die Laufbahnplatten entweder einstückig an den Stegvorsprüngen angeformt, oder als Stahlplatten in an sich bekannter Weise in die Käfighülse radial eingelegt oder eingeschnappt sind.

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Claims

SKPKUGEIIAGERFAERIKEIiGMHr Sonweinfurt, 22.7.1975

ΤΡΑ/νη/gh

Patentansprüche

. Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfang verteilten, in sich geschlossenen Kugelreihen, das eine Käfighülse mit lastaufnehmender Laufbahnplatte und radial eingesetztem Rücklaufelement Je Kugelreihe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighülse (1) aus zwei Käfighälften (2,3) besteht, welche am Umfang verteilte, axial gerichtete StegvorsprUnge (4) und zwischen zwei benachbarten Stegvorsprüngen (4) Je einen axial gerichteten Haltevorsprung (5) aufweisen, wobei die Stirnfläche Jedes Stegvorsprunges (4) der einen Käfighälfte (2) mit der Stirnfläche des Haltevorsprungs (5) der anderen Käfighälfte durch Schweißen, Nieten oder dergleichen fest verbunden ist.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die StegvorsprUnge (4) fast über die Breite des Lagers reichen.

3. Kugellager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rücklaufe lement (9*l6) i,n einer zwischen dem Stegvorsprung (4) der einen Käfighälfte (2) und dem benachbarten Stegvorsprung (4) der anderen Käfighälfte (5) gebildeten radialen öffnung (8) am Umfang der Käfighülse (1) zusammen mit den Kugeln (7#10) der zugehörigen Kugelreihe eingebaut iat.

4. Kugellager naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Rücklaufelement (9#l6) zwischen den Kugeln (7#10) der zugehörigen Kugelreihe schwimmend gehalten ist.

5. Kugellager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne lastaufnehmende Laufbahnplatten aus Stahl in der Käfighülee (1) radial eingelegt oder eingeschnappt sind.

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6, Kugellager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede lastaufnehmende Laufbahnplatte (6) einstückig rait dem zugehörigen Stegvorsprung (4) der Käfighülse (1) verbunden ist.

7· Kugellager nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Fläche der lastaufnehmenden Laufbahnplatte (6) in Längsrichtung konvex gekrümmt ist.

8. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Fläche des Rücklaufelementes (16) in Längsrichtung konvex gekrümmt ist.

9. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Führungsrinne (11) des Rücklaufelementes (9,16) ein kreisabschnittförmiges Profil aufweist.

10. Kugellager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Radius des kreisabschnittformigen Profils jedes Rücklaufelementes (l6), das den Stegvorsprüngen (4) gegenüberliegt, von der Mitte des Kugellagers nach den Enden zunimmt.

11. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der lastaufnehmenden Laufbahnplatte (6) eine Laufbahnrille eingearbeitet ist.

12. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rücklaufelement (9*l6) an seinem Rand eine in sich geschlossene seitliche Führungsrinne (11) für die Kugeln (7*10) der zugehörigen Kugelreihe aufweist.

IJ. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial gerichteter Führungskanal (12) für die belasteten Kugeln (7) zwischen der Führungsrinne (11) des Rücklaufelementes (9,l6) und dem gegenüberliegenden Stegvorsprung (4) der einen

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* Jo *

Käfighälfte, sowie ein axial gerichteter Führungskanal (13) für die unbelasteten Kugeln (10) zwischen der gegenüberliegenden Führungsrinne (11) desselben Rücklaufelementes (9,16) und dem gegenüberliegenden Stegvorsprung (4) der anderen Käfighälfte gebildet ist.

l4. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führungsrinne (11) jedes Rücklaufeleraentes (9,16) und einem axial gegenüberliegenden Abschnitt (15) der betreffeaäen Käfighälfte (2,3) an beiden Enden der Käfighülse (1) ein Umlenkkanal (l4) gebildet ist, der den axial gerichteten Führungskanal (12) der belasteten Kugeln (7) mit dem axial gerichteten Führungskanal (13) der unbelasteten Kugeln (10) derselben Kugelreihe verbindet.

15· Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighälften (2,3) aus einem Bandwerkstoff, zum Beispiel Bandstahl, hergestellt sind.

16. Kugellager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighälften (2,3) zum Beispiel im Preßverfahren, geformt sind, wobei die StegvoFsprünge (4) und Haltevorsprünge (5) als axiale Einbuchtungen hergestellt sind.

17. Kugellager nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Einbuatxfcungea mit Kunststoff, zum Beispiel im Spritzgußverfahren, gefüllt sind.

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