DE2557351C3

DE2557351C3 - Kugelbüchse

Info

Publication number: DE2557351C3
Application number: DE2557351A
Authority: DE
Inventors: Manfred 8781 Aschfeld Brandenstein; Horst M. 8731 Oerlenbach Ernst; Armin Olschewski; Lothar 8720 Schweinfurt Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1982-09-23
Also published as: FR2335729A1; US4123121A; DE2557351A1; DE2557351B2; GB1531910A; JPS5276547A; JPS5911771B2; SE7613638L; SE437705B; IT1091056B; FR2335729B1

Description

ίο

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelbüchse,· bestehend aus einer Außenhülse mit in der Bohrung axial verlaufenden Laufbahnen für die belasteten Kugeln und Rückführbahnen für die unbelasteten Kugeln, einem aus Kunststoff bestehenden Käfig mit mehreren am Umfang verteilten aus axial verlaufenden Führungsbahnen und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden geschlossenen Kugelführungen und in diesen Kugelführungen angeordneten endlosen Kugelreihen.

Bei den bekannten Ausführungen dieser Art weist der z. B. auch aus Kunststoff bestehende Käfig eine Breite auf, die in der Regel gleich oder geringer ist als die Breite der Außenhülse (DE-AS 1262691 und DE-GM 1896 804). Bei verschiedene η Ausführungen bekannter Kugelbüchsen sind in den Endabschnitten der Außenhülse Endringe eingesetzt, die zur axialen Fixierung des Käfigs und als Träger für eine Dichtung dienen.

Zum Stand der Technik ist weiterhin eine Kugelführung zu zählen, die eine Hülse umfaßt, die axial verlaufende Führungsbahnen für die Kugeln der belasteten und entlasteten Zone aufweist, und an deren Stirnseite Endrir.ge vorgesehen sind, in denen die Umlenkbahnen für die Kugeln angeordnet sind. Die einzelnen Teile dieser Kugelführung werden durch eine übergeschobene und an den Enden umgebördelte Blechhülse miteinander verbunden (DE-GM 7018259).

Es ist weiterhin eine Reihe von Kugelführungen bekannt, bei denen in einer Hülse die Laufbahnen für die tragenden Kugeln und für die rücklaufenden Kugeln eingearbeitet sind, wobei an don Enden der Hülse aus Blech oder Vollmaterial gefertigte Endringe befestigt sind, die die Umlenkbahneii für die Kugeln aufweisen (US-PSen 2559292 und 3552806).

Bei diesen bekannten Ausführungen sind die Laufbahnen für die tragenden Kugeln in der Bohrung der Hülse angeordnet und die Rücklaufbahnen als Schlitze oder Kanäle am Mantel bzw. als allseitig geschlossene axiale Bohrungen in dieser Hülse ausgebildet. Solche Ausführungen sind einerseits sehr schwierig zu fertigen, zum anderen bauen sie radial sehr hoch, weil die Rücklaufbahnen radial über den Laufbahnen angeordnet sind. Hinzu kommt noch, daß die Laufbahnen für die Kugeln am Übergang in die Umlenkzonen unterbrochen werden. Nachdem diese Endringe an den Stirnseiten der Hülsen befestigt werden, ist aufgrund der Fertigungstoleranzen nicht auszuschließen, daß ein Versatz der Laufbahnen in Umfangsrichtung eintritt. Dadurch wird der einwandfreie Ablauf der Kugeln in den Umlenkbahnen gestört. Durch diesen Versatz der Endringe kann auch der Fall eintreten, daß die Kugeln nicht exakt am tiefsten Laufbahnpunkt in die Lastzone eintreten. Das führt zu starkem Verschleiß am Einlauf in die tragende Zone.

Es ist weiterhin eine Ausführung bekannt, bei der in der Bohrung der Außenhülse ein aus Blech gefertigter Käfig angeordnet ist, der endlose Kugelfüh-

rungsbahnen aufweist. Im Bereich der Umlenkzone sind in die Bohrung der Außenhülse besondere Endkappen eingesetzt, die eine gekrümmte Laufbahn für die Kugeln aufweisen (US-PS 3318 109). Bei diesen bekannten Ausführungen haben die Kugeln in der Umlenkzone metallischen Kontakt mit dem Käfig und mit den Endkappen. Das hat den Nachteil, daß bei dem in der Umlenkzone unvermeidlichen Kugelstau starke Geräusche und Verschleißbildung auftreten. Außerdem können wegen der begrenzten Querschnittshöhe Jer Endkappen nur Kugeln kleineren Durchmessers verwendet werden, d. h. die Tragfähigkeit dieser bekannten Ausführung ist gering.

Schließlich ist ein Lager für Längs- und Rotationsbewegungen mit mehreren am Umfang verteilten Kugelreihen bekannt, das aus einer Außenhülse, die in der zylindrischen Bohrung die Laufbahnen für die belasteten Kugeln und in radialer Richtung über diesen Laufbahnen axiale Bohrungen als Laufbahnen für die rUcklaufenden Kugeln aufweist, einem in die Bohrung der Außenhülse eingesetzten Käfig, der axial und geradlinig verlaufende Schlitze zur Führung der Kugeln in den belasteten Zonen besitzt und beidseitig axial über die Außenhülse vorsteht, sowie aus auf den überstehenden Enden des Käfigs aufgesetzten Endringen besteht, die in radialer Richtung verlaufende bogenförnrj ausgebildete UmJenknuten für die Kugeln aus de:, in der Bohrung der Außenhülse angeordneten Laufbahnen in die radial über diesen liegenden Rücklaufbahnen aufweist.

Bei diesem bekannten Lager sind die mit dem Käfig verbundenen Endringe gegenüber der Außenhülse frei drehbar angeordnet. In der Außenhülse sind mehr Rücklaufbahnen angeordnet als Führungsschlitze im Käfig. Bei einer Drehbewegung des Lagers führen allein die Kugeln der belasteten Zonen, d. h. die Kugeln, die in den Längsschlitzen des Käfigs angeordnet sind, eine Drehbewegung aus. Bei einer Linearbewegung sollen die Kugeln die in den bogenförmig gekrümmten Umlenknuten der Endringe liegen, in die gerade gegenüberliegenden Bohrungen in der Außenhülse eintreten, wobei auf der gegenüberliegenden Seite aus diesen axial verlaufenden Bohrungen Kugeln in die Umlenkbahnen austreten und in die belasteten Zonen einlaufen sollen. Dieses Lager hat sich aus verschiedenen Gründen nicht durchgesetzt, insbesondere deshalb, weil bei einer gleichzeitiger Rotations- und Längsbewegung die Kugeln an den Übergangsstellen zwischen den Umlenkbahnen und den in der Außenhülse befindlichen Rücklaufbahnen bei der Relativbewegung zwischen den Endringen und der Außenhülse verklemmt werden und dadurch den einwandfreien Ablauf der Bewegung behindern. Darüber hinaus sind auch die zu den weiter oben beschriebenen bekannten Ausführungen erwähnten Nachteile der schwierigen Fertigung, der großen radialen Bauhöhe sowie der Unterbrechung der Laufbahnen und des möglichen Versatzes gegeben.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kugelbüchse zu schaffen, deren Teile einfacher und wirtschaftlicher herzustellen und leichter zusammenzubauen sind, die besonders in den Umlenkzonen weniger verschleißanfällig ist und darüber hinaus geräuscharm arbeitet sowie an den Enden gegenüber Wellendurchbiegungen nachgiebiger ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kugelbüchse der eingangs genannten Art durch die Kombination der folgenden, teilweise für sich bekannten Merkmale gelöst:

a) Die Außenhülse, die in der Bohrung mit axial verlaufenden Laufbahnen und Rückführbahnen für die Kugeln versehen ist, ist nach außen geschlossen und weist eine Breite auf, die etwa der

ί Länge der axial verlaufenden Führungsbahnabschnitte im Käfig entspricht.

b) der Käfig steht mit den halbkreisförmigen Umlenkbahnen über die Außenhülse vor und

c) auf die vorstehenden Abschnitte des Käfigs sind in z.B. aus Kunststoff bestehende Endringe zur Abdeckung der Umlenkzone nach außen aufgesetzt, wobei die Endringe in bezug auf den Käfig und auf die Außenhülse drehfest angeordnet sind.

π Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß die Außenhülse in einfacher Weise z. B. aus einem stranggepreßten, in der Bohrung mit einem Profil versehenen Rohr gefertigt werden kann. Die Laufbahnen für die Kugeln der belasteten Zone und der Rückführzone sind gerade verlaufend ausgebildet. Die Breite.-dieser Außenhülse erstreckt sich nicht über die gesamte Breite der Kugelbüchse, so daß einerseits Material eingespart wird und andererseits die Winkelbeweglichkeit bei Wellendurchbiegungen verbessert wird. Durch die Verwendung eines Käfigs aus Kunststoff, der die Umlenkbahnen für die Kugeln trägt, und die Abdeckung dieser Umlenkbahnen durch die ebenfalls z. B. aus Kunststoff bestehenden Endringe, findet in den Umlenkzonen kein metallischer Kontakt

so der Kugeln statt. Die Kugelbüchse der Erfindung arbeitet somit sehr geräuscharm. Da die gesamte geschlossene Kugellaufbahn in den Käfig eingearbeitet ist, tritt kein Versatz der einzelnen Laufbahnteile auf, d. h. der ungestörte Ablauf der Kugeln ist gewährlei-

J-) stet und der Verschleiß gering. Durch die Anordnung der aus Kunststoff bestehenden Endringe ist die gesamte Kugelbüchse an den Enden nachgiebiger, d. h. sie kann sich Wellendurchbiegungen besser anpassen. Nach weiteren Merkmalen der vorliegenden Erfindung können die Endringe einstückig oder aus mehreren Teilen (Segmenten) bestehen und am Mantel mit einer Nut für die Aufnahme eines Sprengringes zur axialen Fixierung der Kugelbüchse versehen werden. Die Verbindung der einzelnen Teile zu einer einbaufertigen Einheit kann durch Verschweißen oder Verstemmen zwischen Käfig und Endrüigen erfolgen. Es ist selbstverständlich auch möglich, an den Endringen radial nach innen weisende Vorsprünge vorzusehen, die in entsprechende Ausnehmungen in der

so Mantelfläche des Käfigs eingeschnappt werden. Eine weitere Befestigungsart besteht darin, die Endringe über Nuten od. dg.', am Mantel der Außenhülse zu befestigen, wobei vorspringende Nasen der Endringe in diese Nuten einschnappen.

Schließlich ist es möglich, die Endringe am Umfang verteilt, mit axial vorstehenden Vorsprüngen zu versehen, die in axial verlaufende Nuten, Sicken od. dgl. in der Außenhülse eingreifen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können diese axial verlaufenden

bo Nuten als radial durchgehende Schlitze ausgebildet werden, wobei diese Schlitze die Laufbahnen von dem übrigen Material der Außenhülse abtrennen, so daß die Laufbahnen in diesem Bereich elastisch nachgeben können, was den Ein- und Auslauf der Kugeln in die

h5 Lastzone verbessert.

Die Erfindung so¹! anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kugelbüchse,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A nach Fig. L

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie R-Ii nach Fig. 1,

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt, Fig. 5 einen Längsschnitt,

Fig. 6 eine Draufsicht von oben auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgcmäßcn Kugelbüchse,

Fig. 7 einen Querschnitt,

Fig. 8 einen Längsschnitt,

Fig. 9 eine Draufsicht von oben auf eine abgeänderte Ausführungsfoim einer erfindungsgemäßen Kugelbüchse,

Fig. K) einen Längsschnitt (teilweise) durch eine Kugelbüchse nach der Erfindung mit einer anderen Befestigungsart für die Endringe und

rig. i i eine ucMjinieis ausgestaltete Dichtung zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Kugelbüchse.

Die Kugelbüchse nach Fig. 1 bis 3 besteht aus einer Außenhülse 1, die in der Bohrung die Laufbahnen 2 für die Kugeln 3 der belasteten Zone und die Rückführbahnen 4 für die Kugeln 5 der Rücklaufzone trägt, einem vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Käfig 6 der axial verlaufenden Führungsbahnen 7 und 8 sowie diese an den Enden miteinander verbindende halbkreisförmige Umlenkbahnen 9 für die in endloser Reihe angeordneten Kugeln 3 bzw. 5 aufweist, sowie aus den über den gegenüber der Außenhülse 1 vorstehenden Abschnitten 10 des Käfigs aufgeschobenen Endringen 11 bzw. 12. Die Außenhülse 1 besitzt eine Länge, die etwa der Länge der geraden Führungsbahnabschnitte 7 bzw. 8 im Käfig 6 entspricht. Die über diese Außenhülse 1 axial vorstehenden Abschnitte des Käfigs 6 tragen - wie bereits erwähnt die halbkreisförmigen Umlenkabschnitte 9 für die Kugeln sowie eine Zentrierfläche 13 für die über diese vorstehenden Abschnitte 10 des Käfigs aufgesetzten Endringe 11 bzw. 12. Zur Befestigung der Endringe auf den überstehenden Abschnitten des Käfigs wird die Stirnfläche des Käfigs verstemmt, wie bei 14 zu ersehen ist. Die Endringe 11 bzw. 12 weisen im Bereich der Umlcnkzonen Ausnehmungen 15 auf. um ein einwandfreies Umlenken der Kugeln zu gewährleisten. Die im Endring vorgesehene Nut 16 dient zur Aufnahme eines nicht gezeichneten Sprengringes zur axialen Fixierung der Kugelbüchse in einem Gehäuse od. dgl. Im über den Käfig 6 vorstehenden Abschnitt jedes Endringes 11 bzw. 12 ist eine Dichtung 17 eingeschnappt, deren Dichtlippe 18 auf der Mantelfläche der Welle 19 schleift.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 ist die Außenhülse 1 aus einem Blechrohr gefertigt. Durch Einprägen von axialen Sicken 20 werden die nach innen vorstehenden Laufbahnen 2 für die Kugeln 3 der belasteten Zone geschaffen. Die Endringe 11 bzw. 12 sind mit am Umfang verteilten axial gerichteten Vorsprüngen 21 versehen, die in die Sicken 20 der Außenhülse 1 eingreifen. Zur Befestigung der einzelnen Teile sind die Endringe 11 bzw. 12 in der Bohrung mit radialen Vorsprüngen 22 versehen, die in. entsprechende Ausnehmungen 23 am Käfig 6 eingreifen und durch aus dem Käfig herausgeforrnte Materialvorsprünge gehalten werden.

Bei dem in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kugelbüchse ist die Außenhülse 1 als Rohrstück mit profilierter Bohrung ausgebildet. Sie weist im Bereich der Endzonen axial verlaufende Schlitze 24 auf, in die die axialen Vorsprünge 21 der Endringe 11 bzw. 12 eingreifen. Durch d->se axialen Schlitze 24 werden die Laufbahnen 2 in diesem Bereich von der übrigen Außenhülse getrennt, können also elastisch nachgeben, wodurch der Ein- und Auslauf für die Kugeln in die bzw. aus der tragenden Zone verbessert wird.

In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Endring 11 (12) mit einer axialen Verlängerung 25 versehen ist, die eine oder mehrere radial vorspringende Nasen 26 aufweist, die in eine Ringnut 27 der Außenhülse 1 eingreifen.

In Fig. 11 ist ein Endring 11 dargestellt, in dessen Bohrung 28 eine mit einem Verstärkungsring 29 versehene Dichtscheibe 17 eingesetzt ist. Zur axialen Fixierung der Dichtscheibe 17 nach außen ist in einer Ringnut 30 in der Bohrung 28 des Endringes 11 ein Sprengring 31 eingesetzt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kugelbüchse, bestehend aus einer Außenhülse mit in der Bohrung axial verlaufenden Laufbahnen für die belasteten Kugeln und Rückführbahnen für die unbelasteten Kugeln, einem aus Kunststoff bestehenden Käfig mit mehreren am Umfang verteilten aus axial verlaufenden Führungsbahnen und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden geschlossenen Kugelführungen und in diesen Kugelführungen angeordneten endlosen Kugelreihen, ge ken nzeichnetdurchdie Kombination der folgenden, teilweise für sich bekannten Merkmale:

a) Die Außenhülse (1), die in der Bohrung mit axial verlaufenden Laufbahnen (2) und Rückführbahnen (4) für die Kugeln (3) bzw. (5) versehen ist, ist nach außen geschlossen und w<Mst eine Breite auf, die etwa der Länge der axial verlaufenden Führungsbahnabschnitte (7 und 8) im Käfig (6) entspricht,

b) der Käfig (6) steht mit den halbkreisförmigen Umlenkbahnen (9) über die Außenhülse (1) vor und

c) auf die vorstehenden Abschnitte (10) des Käfigs (6) sind z. B. aus Kunststoff bestehende Endringe (11,12) zur Abdeckung der Umlenkzone nach außen aufgesetzt, wobei die Endringe in bezug auf den Käfig und auf die Außenhülse drehfest angeordnet sind.

2. Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß c*;e Erh'vinge (11, 12) einstückig oder mehrteilig (Segmente) ausgebildet sind.

3. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringe (11, 12) am Mantel mit einer Nut (16) für die Aufnahme eines Sprengringes versehen sind.

4. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringe durch Verschweißen oder Verstemmen (14) mit dem Käfig (6) verbunden sind.

5. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringe (11, 12) mit radial nach innen weisenden Vorsprüngen (22) und die Mantelfläche des Käfigs (6) mit entsprechenden Ausnehmungen (23), in die die Vorsprünge (22) eingreifen, versehen sind.

6. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Endring (11,12) mit einsr ringförmigen axialen Verlängerung (25) versehen ist, die radial nach innen gerichtete Nasen (26) aufweist, die in eine Ringnut (27) am Mantel der Außenhülse (1) eingreifen.

7. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehsicherung die Endringe (11,12) am Umfang verteilt mit axialen Vorsprüngen (21) versehen sind, die in entsprechende axial verlaufende Nuten, Sicken (20) od. dgl. der Außenhülse (1) eingreifen.

8. Kugelbüchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlaufenden Nuten als radial durchgehende Schlitze (24) ausgebildet sind.

9. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Endringen (11, 12) Dichtungen (17) eingesetzt sind.