DE2718885A1

DE2718885A1 - Vorrichtung zum umwandeln einer drehbewegung in eine linearbewegung

Info

Publication number: DE2718885A1
Application number: DE19772718885
Authority: DE
Inventors: Sven Walter Nilsson
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-11-24
Also published as: US4141255A; JPS52139858A; GB1568155A; SE398542B; SE7605491L; FR2351327A1; JPS5996456U; CH604041A5; FR2351327B1; IT1125745B; DE2718885C2

Description

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SKP KUGELLAGERPABRIKEN GMBH Schweinfurt, 27. 4. 1977

SW 76 012 DT

Vorrichtung zum Umwandeln einer Dreh- bewegung in eine Linearbewegung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Linearbewegung bestehend aus einer zylindrischen Welle, einem die Welle umgebenden, gegenüber der Welle relativ drehbaren Gehäuse, mehreren im Gehäuse eingebauten Gehäuseeinsätzen mit in ihrer Bohrung schräg zur Achse der Welle eingearbeiteten Sitzflächen und Lager mit Je einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring, wobei Je ein Lageraußenring auf der Sitzfläche eines Gehäuseeinsatzes abgestutzt ist und der zugehörige Lagerinnenring eine kreisförmige, die Mantelfläche der Welle berührende Bohrung aufweist, die einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Welle besitzt.

Eine Vorrichtung der beschriebenen Art ist bekannt, bei der die Gehäuseeinsätze durch zwei gegeneinander verspannte Backen gebildet sind, die den zugehörigen Lagerinnenring mit seiner Bohrung gegen die durch die Bohrung hindurchgefUhrte Welle drücken (DT-OS 2 459 552). Bei dieser bereits bekannten Vorrichtung ändert sioh die Lage der Backen im Betrieb. Insbesondere kann eine genaue kreisrunde Form der Sitzflachen der Lager in den Backen nicht mit Sicherheit eingehalten werden, weil sich die dünnwandigen Lageraußenringe durch die andrückenden Backen in radialer Richtung verformen und oval verspannt werden. Außerdem können die Backen bei axialer Belastung der Welle über die Lager axial verlagert werden, so daß sich die Sitzflächen und mit ihnen die Lageraußenringe auch in axialer Richtung verformen. Dies alles führt zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung in den Lagern, die damit unruhig laufen und wegen örtlicher überlastung vorzeitig ausfallen können.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der sich die Form der Sitzflächen der Lageraußenringe auch bei hohen Lagerbelastungen nicht ändert. Dabei sollen die Lagerinnenringe auf einfache und wirksame Weise mit der Welle in Berührung gebracht werden, und zwar mit einer ausreichend großen AndrUckkraft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Jeder Gehäuseeinsatz mit seiner Sitzfläche den betreffenden Lageraußenring am Umfang vollständig umfaßt, in einer Richtung rechtwinkelig zur Achse der Welle im Gehäuse verschiebbar angeordnet und durch Belastungsmittel in dieser Richtung mit der Bohrung des betreffenden Lagerinnenringes gegen die Mantelfläche der Welle gedrückt ist. Die Sitzfläche der Gehäuseeinsätze ist also am Umfang des Lageraußenringes nicht unterbrochen, so daß sich die vom Hersteller geschaffene geometrische Form dieser Sitzfläche im Betrieb auch bei hohen Lagerbelastungen und/oder großen Andrlickkräften an der Welle nicht ändert.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind einzelne oder mehrere Gehäuseeinsätze paarweise im Gehäuse angeordnet, wobei die Gehäuseeinsätze eines jeden Paares durch die Belastungsmittel gegenseitig verspannt sind. Auf diese Weise kommen keine belastenden Reaktionskräfte der Andrüokkräfte auf das Gehäuse. Unerwünschte Verformungen der Gehäuseeinsätze und des Gehäuses, die durch solche Reaktionskräfte hervorgerufen werden können, sind dadurch ausgeschlossen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Belastungsmittel durch auf die Gehäuseeinsätze wirkende Federn gebildet.

Erfindungsgemäß sind weiterhin die Schwerpunkte der Gehäuseeinsätze in einem radialen Abstand von der Achse der Welle angeordnet. FUr den Fall, daß das Gehäuse to die Welle rotiert, entstehen somit radial gerichtete Fliehkräfte an den Einsatzgehäusen die den Belastungsmitteln entgegenwirken, wenn die Schwerpunkte auf der Seite der AndrUckfläche zwischen

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Lagerinnenringe und Welle liegen, und die die Belastungsmittel unterstützen, wenn die Schwerpunkte auf der dieser gegenüberliegenden Seite der Andrückfläche liegen.

Auch können erfindungsgemäß in einem radialen Abstand von der Achse der Welle Gewichtsmassen an den Gehäusesinsätzen befestigt sein. Durch entsprechende Bemessung und Anordnung dieser Gewichtsmassen kann das Gehäuse mit den Gehäuseeinsätzen ausgewuchtet werden.

Nach zusätzlichen Merkmalen der Erfindung können die Lageraußenringe entweder mit losem Sitz oder mit festem Sitz (Preßsitz) auf ihrer Sitzfläche im Gehäuseeinsatz angeordnet sein.

Die Bohrung der Lagerinnenringe weist erfindungsgemäß weiterhin eine ringwulstartige Form für eine linienförmige Berührung mit der Welle auf.

Das Gehäuse kann erfindungsgemäß von einer Außenhülse umschlossen sein, so daß das Innere der Vorrichtung vor dem Eindringen schädlicher Schmutzpartikel geschützt ist.

Schließlich ist das Gehäuse erfindungsgemäß durch mindestens eine Gleitbüchse auf der Welle gelagert.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Beschreibung eines AusfUhrungsbeispieles mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, und

Fig. 3 eine Explosionszeichnung der einzelnen Elemente der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung.

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Mit 1 ist in Figur 1 ein Gehäuse bezeichnet, welches die zylindrische Welle 2 umgibt. Die Öffnung 1 A mit rechteckigem Querschnitt führt durch das Gehäuse 1 diametral hindurch. In dieser Öffnung 1 A sind die Gehäuseeinsätze 3» 4, 5 und 6 eingebaut, so daß eich diese in der Öffnung 1 A rechtwinkelig zur Achse der Welle 2 verschieben lassen. Die Qehäuseeinsätze J), 4, 5 und 6 besitzen in ihrer Bohrung eine schräg zur Achse der Welle 2 gebohrte zylindrische Sitzfläche für die Lageraußenringe 7A, 8A, 9A und 10A der Rillenkugellager 7, 8, 9 bzw. 10. Dabei sind die Sitzflächen der Lagereinsätze 3 und 6 relativ zu den dazwischen eingebauten Lagereinsätzen 4 und 5 in entgegengesetzter Richtung geneigt.

Die Lagerinnenringe TB, SB, 9B und 1OB besitzen eine kreisförmige, die Mantelfläche der Welle 2 berührende Bohrung, die einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Welle 2 aufweist.

Wie in den Figuren 2 und 3 zu sehen, sind die Gehäuseeinsätze 3 und 6 durch die Bolzen 17 und 18, und die Gehäuseeinsätze 4 und 5 durch die Bolzen 15 und 16 paarweise zusammengehalten bzw. aneinander befestigt. Die zwei Paare 3> 6 und 4, 5 der Oehäuseeinsätze sind durch die Blattfedern 11, 12, 13 und 14 als Belastungsmittel gegenseitig verspannt, so daß die Lagerinnenringe 7B und 1OB in der einen Richtung und die Lagerinnenringe 8B und 9B in der dieser entgegengesetzter Richtung gegen die Mantelfläche der Welle 2 gedrückt sind. Dabei stützen sich die Blattfedern 11, 14 an den Bolzen 6, I5 und die Blattfedern 12, I3 an den Bolzen 17, 18 ab, so daß keine Reaktionskraft auf das Gehäuse 1 übertragen wird und die einzelnen Gehäuseeinsätze 3» 4, 5 und 6 gleichmäßig und ohne Ovalverfonnung belastet werden.

Aus der Darstellung in Figur 2 ist ersichtlich, daß der Schwerpunkt des Gehäuseeinsatzes 3 in einem radialen Abstand von der Achse der Welle liegt, und zwar auf der gegenüberliegenden Seite der AndrUckfläche zwischen dem Lagerinnenring TB und der Welle 2, so daß sich bei rotierendem Gehäuse 1 eine Fliehkraft am Einsatzgehäuse 3 bemerkbar macht, welche die AndrUckkraft der Blattfedern 11, 12, I3, 14 unterstützt. Die neben dem Oehäuseeinsatz 3 eingebauten, symmetrisch ge-

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stalteten Gehäuseeinsätze 4, 5 und 6 werden ebenso bei rotierendem Gehäuse 1 durch je eine Fliehkraft belastet, die die Blattfedern 11, 12, 13 und 14 als Belastungsmittel unterstützt. Die Summe der Vektoren aller Fliehkräfte ist gleich Null, weil die Oehäuseeinsätze 3, 4, 5 und 6 gleich gestaltet und paarweise der Welle 2 diametral gegenüberstehend angeordnet sind.

Die Lageraußenringe 7A, 8A, 9A und 1OA können mit losem Sitz, also auf ihrer Sitzfläche verschiebbar, in den Gehäuseeinsätzen 3, 4, 5 bzw. 6 eingebaut sein, so daß die Lager J, 8, 9 und 10 gegenseitig verspannt werden, wenn zwischen der Welle 2 und dem Gehäuse 1 eine Axialkraft Übertragen wird. Die Welle 2 wird dann zwischen den Lagerinnenringen 7B, SB, 9B und 1OB verkeilt, so daß keine Axialbewegung der Welle 2 relativ zum Gehäuse 1 möglich ist.

Die Lageraußenringe 7A, 8A, 9A und 1OA können aber auch mit festem Sitz, also mit Preßsitz, in den Oehäuseeinsätzen 3, 4, 5 und 6 eingebaut sein, so daß die Andrlickkraft zwischen den Innenringen 7B, 8B, 9B und lOB und der Welle 2 lediglich von den radial wirkenden Kräften der Blattfedern 11, 12, 13 und 14 bzw. der an den Einsatzgehäusen 3> 4, 5 und 6 angreifenden Fliehkräfte abhängig 1st. Beim Übertragen einer Axialbelastung werden dann die Lagerinnenringe 7B, 8B, 9B und 10 inicht verkeilt, vielmehr wird beim Erreichen einer bestimmten Größe der Axialbelastung eine gleitende Bewegung der Welle 2 in den Lagerinnenringen 7B, 8B, 9B und 1OB zugelassen. Dies kann in Fällen erwünscht sein, wo aus Sicherheitsgründen eine Überlastung der Rillenkugellager 7, 8, 9 und 10 durch zu hohe Axialbelastung verhindert werden soll.

Das Gehäuse 1 ist von der AußenhUlse 19 umschlossen, die axial Über das Gehäuse aufgeschoben ist. Dadurch kann das Innere des Gehäuses mit einem Schmiermittel, z.B. Schmierfett, ohne Oefahr des Austritts von Schmiermittel gefüllt werden. Außerdem ist durch die AußenhUlse I9 die Vorrichtung geschützt, so daß keine schädlichen Schinutzpartikel in das Innere der Vorrichtung eindringen können. Auch wird durch die Außen-

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hülse ein Herausfallen der Gehäuseeinsätze 3, 4, 5 und 6 aus der Öffnung IA des Gehäuses 1 verhindert, wenn die Welle 2 aus der Vorrichtung herausgezogen ist.

Das Gehäuse 1 besitzt an Jedem Ende eine Gleitbüchse 20, die einstückig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Die Welle 2 ist durch die beiden Gleitbüchsen 20 hindurchgeführt, so daß das Gehäuse 1 in radialer Richtung auf der Welle 2 gelagert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß sich die Sitzflächen der Lageraußenring auch bei hohen axialen oder radialen Lagerbelastungen nicht verformen und ihre geometrische Form beibehalten, so daß immer eine ordentliche Unterstützung dieser Lageraußenringe an ihrem Umfang gegeben ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens läßt sich die oben beschriebene, als Ausführungsbeispiel angegebene Vorrichtung weitgehend abwandeln. Die Größe der an den Gehäuseeinsätzen wirkenden Fliehkräfte - bei schnell umlaufenden Gehäuse - kann durch Befestigen von Gewichtsmassen an den Gehäuseeinsätzen in einem bestimmten radialen Abstand von der Achse der Welle geändert werden. Somit lassen sich auch in vorteilhafter Weise vollständig ausgewuchtete Vorrichtungen herstellen. In Abwandlung des beschriebenen AusfUhrungsbeispiels kann die Bohrung der Lagerinnenringe eine ringwulstartige Form aufweisen, die eine linienförmige Berührung der Lagerinnenringe mit der Welle bewirkt, so daß eine gute Haftung der Lagerinnenringe auf der Welle mit Übertragung linienförmig verteilter Rollkräfte gegeben und dementsprechend eine schädliche Verformung des Lagerinnenringes durch konzentrierte punktförmige Berührungskräfte verhindert 1st. Der Winkel des Wulstquerschnittes muß dabei so groß sein wie der Winkel, mit dem die Sitzfläche des betreffenden Lageraußenringes schräg zur Achse der Welle angeordnet ist.

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Schließlich ist es im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich, verschieden gestaltete Oehäuseeinsätze paarweise bzw. in Gruppen zu verwenden, die in verschiedenen Stellungswinkeln am Umfang des Gehäuses angeordnet sind. Die radiale Fixierung des Gehäuses gegenüber der Welle wird dann nicht durch mit dem Gehäuse verbundene Gleitlagerbuchsen, sondern durch die am Umfang des Gehäuses angeordneten Gehäuseeinsätze bewerkstelligt, die über ihre Lager mit der Welle in Berührung stehen. In diesem Fall müssen mehrere Öffnungen im Gehäuse für die rechtwinkelig zur Achse der Welle verschiebbar angeordneten und durch Belastungsmittel in dieser Richtung Über den betreffenden Lagerinnenring gegen die Welle gedrückten Gehäuseeinsätze vorgesehen werden. Die ordentliche Auswuchtung der Vorrichtung kann durch geeignete Wahl der verschiedenen Stellungswinkel der Einsatzgehäuse bzw. Gruppen von Einsatzgehäusen am Umfang des Gehäuses erfolgen. Der entsprechende Aufwand beim Herstellen solcher modifizierter Vorrichtungen ist allerdings groß und es wachsen die Schwierigkeiten, diese vol]ständig auszuwuchten.

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Claims

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Patenta nsg rüche

Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Linearbewegung bestehend aus einer zylindrischen Welle, einem die Welle umgebenden, gegenüber der Welle relativ drehbaren Gehäuse, mehreren im Gehäuse eingebauten Gehäuseeinsätzen mit schräg zur Achse der Welle eingearbeiteten Sitzflächen in ihrer Bohrung und Lager mit je einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring, wobei je ein Lageraußenring auf der Sitzfläche eines Gehäuseeinsatzes abgestützt ist und der zugehörige Lagerinnenring eine kreisförmige, die Mantelfläche der Welle berührende Bohrung aufweist, die einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Welle besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Oehäuseeinsatz (3, 4, 5» ö) mit seiner Sitzfläche den betreffenden Lageraußenring (7A, 8a, 9A, lOA) am Umfang vollständig umfaßt, in einer Richtung rechtwinkelig zur Achse der Welle (2) im Gehäuse (1) verschiebbar angeordnet und durch Belastungsmittel (11, 12, IJ, 14) in dieser Richtung mit der Bohrung des betreffenden Lagerinnenringes (7B, SB, 9B, lOB) gegen die Mantelfläche der Welle (2) gedrückt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder mehrere Gehäusesinsätze (3, 4, 5» 6) paarweise im Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Qehäuseeinsätze (3, 4, 5» 6) eines Jeden Paares durch die Belastungsmittel (11, 12, 13, 14) gegenseitig verspannt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsmittel durch auf die Gehäuseeinsätze (3, 4, 5* 6) wirkende Federn (11, 12, 13, 14) gebildet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerpunkte der Oehäuseeinsätze in einem radialen Abstand von der Achse der Welle (2) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem radialen Abstand von der Achse der Welle (2) Oewichtsmassen an den Gehäuseeinsätzen (3, 4, 5» 6) befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraußenringe (7A, 8A, 9A, lOA) mit losem Sitz auf ihrer Sitzfläche im Gehäuseeinsatz (3, 4, 5, 6) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraußenringe (7A, 8A, 9A, lOA) mit festem Sitz auf ihrer Sitzfläche im Gehäuseeinsatz (3, 4, 5» 6) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Lagerinnenringe (TB, 8B, 9B, lOB) eine ringwulstartige Form für eine linienförmige Berührung mit der Welle (2) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) von einer Außenhülse (19) umschlossen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) durch mindestens eine Gleitbüchse (20) auf der Welle (2) gelagert ist.

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