DE2855199A1

DE2855199A1 - Waelzlager fuer laengsbewegungen

Info

Publication number: DE2855199A1
Application number: DE19782855199
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandenstein; Horst M Ernst; Armin Olschewski; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-07-10
Also published as: GB2041460A; JPS5586922A; US4278305A; FR2444841B1; IT1163726B; IT7926310A0; GB2041460B; FR2444841A1

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 19. 12.1978

TPA/vh.hb DT 78 041 DT — 3 —

Wälzlager für Längsbewegungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager für Längsbewegungen mit mehreren am Umfang verteilten, in sich geschlossenen Wälzkörperreihen, welches einen zwischen der Bohrung der Außenhülse und der Welle angeordneten mit Führungsbahnen und Umlenkbahnen für die Wälzkörper jeder Wälzkörperreihe ausgestatteten Käfig besitzt, wobei die Bohrung der Außenhülse je Wälzkörperreihe eine Vertiefung zur Aufnahme einer die belasteten Wälzkörper der betreffenden Wälzkörperreihe tragenden Laufbahnplatte aufweist.

Es ist ein Wälzlager der angegebenen Art bekannt, bei dem während seines Zusammenbaus zunächst die Kugeln und die Laufbahnplatten in den Käfig eingesetzt werden, dann der Käfig axial in die Außenhülse eingeschoben und schließlich ein Rand am Ende der Außenhülse

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zum axialen Festhalten des Käfigs in der Außenhülse radial nach innen umgebogen wird (DE-OS 2 3 45 486). Dieses bekannte Wälzlager hat den Nachteil, daß zum Umbiegen des Randes der Außenhülse besondere Werkzeuge verwendet werden müssen, welche die Montage des Wälzlagers verteuern. Beim Einschieben des mit Kugeln versehenen Käfigs in die Außenhülse und beim Formen des Randes besteht übrigens die Gefahr, daß der Käfig und die im Käfig eingebauten Kugeln durch Stöße und Verformung verklemmt und beschädigt werden.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager für Längsbewegungen der angegebenen Gattung zu schaffen, welches wirtschaftlich, also ohne Verwendung teuerer Montagewerkzeuge, zusammengebaut werden kann. Auch soll die Gefahr der Beschädigung von Käfig und Kugeln im Wälzlager während des Zusammenbaus des Wälzlagers weitgehend abgewendet sein.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß der Käfig zusammen mit den eingebauten Laufbahnplatten, aber ohne die zugehörigen Kugeln, in die Außenhülse axial eingeschoben werden kann. Die Laufbahnplatten sitzen bei diesem Einschieben ohne Radialspiel in den radialen Ausnehmungen des Käfigs, in welchen diese bis zur Anlage auf den Grund jeder Ausnehmung radial nach innen in den Käfig eingeschoben

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sind. Der Käfig wird durch das Einschieben in eine bestimmte Stellung in der Außenhülse gebracht, so daß die Laufbahnplatten unter die zugehörigen Vertiefungen in der Bohrung der Außenhülse zu liegen kommen. Anschließend werden die Wälzkörper in die unter jeder Laufbahnplatte befindliche Führungsbahn des Käfigs radial von innen nach außen eingeführt. Dies kann z. B. mit an sich bekannten automatischen Füllmagazinen geschehen. Beim Einführen werden die Kugeln entlang der Führungsbahn der belasteten Wälzkörper über die zugehörigen ümlenkbahnen in die Führungsbahn der unbelasteten Wälzkörper geschoben, so daß eine in sich geschlossene Wälzkörperreihe entsteht. Dabei wird die betreffende Laufbahnplatte Über die Kugeln radial nach außen in die zugehörige Vertiefung der Außenhülse hineingedrückt und verlagert. Dadurch ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Käfig und Außenhülse hergestellt. Die Anbringung von besonderen Festhaltemitteln, z. B. in die Bohrung der Außenhülse einzuschnappenden Sprengringen, zum axialen und/oder verdrehungsmäßxgen Fixieren des Käfigs in der Außenhülse erübrigt sich also.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß sich der Käfig beim axialen Einschieben in die Außenhülse immer in der richtigen verdrehungsmäßxgen Stellung befindet. Dadurch kann jede Laufbahnplatte beim Einschieben des Käfigs in die Außenhülse genau unter die zugehörige Vertiefung der Außenhülse gebracht werden.

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Die Maßnahme nach Anspruch 3 bewirkt, daß die Laufbahnplatte in der Vertiefung und/oder in der Bohrung der Außenhülse abgestützt sein kann, so daß die Lagerkräfte von den belasteten Kugeln über die Laufbahnplatten auf den Außenring übertragen werden.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist eine wirtschaftlich herstellbare Laufbahnplatte gegeben, deren Vorsprung in ümfangsrichtung wenig Platz einnimmt. Dementsprechend verursacht die zugehörige Vertiefung in der Bohrung der Außenhülse eine relativ geringe Schwächung der Festigkeit der Außenhülse.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 hat zur Folge, daß jede Laufbahnplatte mit ihrem radial nach außen über die Bohrung der Außenhülse vorstehenden Abschnitt auf der Sitzfläche des Wälzlagers, z. B. auf der Bohrungsfläche eines Gehäuses, direkt abgestützt werden kann.

Schließlich bewirkt die Ausgestaltung nach Anspruch 6, daß die in den Käfig eingebauten Kugeln nicht nach innen aus dem Wälzlager herausfallen können, wenn die Welle ausgebaut ist. Gleichzeitig hat diese Ausgestaltung zur Folge, daß das Wälzlager im montierten Zustand eine selbsthaltende Baueinheit bildet, denn der Käfig ist über die Laufbahnplatten gegenüber axiales Verschieben und Verdrehen in der Außenhülse festgehalten.

Das erfindungsgemäße Wälzlager für Längsbewegungen wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A,
in Figur 2 durch ein Wälzlager für Längsbewegungen,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B
in Figur 1, jedoch ohne Welle,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Außenhülse mit in die Außenhülse
eingebauten Laufbahnplatten vor dem Einfüllen der Kugeln,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine ausgebaute Laufbahnplatte des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Wälzlager und

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie C-C
in Figur 4 durch eine Laufbahnplatte.

Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 eine Außenhülse bezeichnet, in deren zylindrischer Bohrung 2 der hülsenförmige Käfig 3 eingebaut ist. Im Käfig 3 sind in sich
geschlossene Wälzkörperreihen 4 geführt, die gleichmäßig am Umfang des Käfigs 3 angeordnet sind. Die im vorliegenden Fall kugelförmig ausgebildeten Wälzkörper 7 jeder Wälzkörperreihe 4 laufen jeweils in einer axial verlaufenden Führungsbahn 5 für die belasteten Wälzkörper, in einer axial verlaufenden Führungsbahn 6 für die unbe-

lasteten rückzuführenden Wälzkörper und in diese beiden Führungsbahnen 5, 6 miteinander verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbahnen 8 des Käfigs 3.

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Im übrigen besitzt der Käfig 3 auf seiner Mantelfläche die radialen Ausnehmungen 9, in die jeweils eine Laufbahnplatte 10, welche die belasteten Wälzkörper 7 der betreffenden Wälzkörperreihe trägt, eingebaut ist. Zwischen dem Grund der Ausnehmungen 9 und der radial nach innen weisenden Begrenzungsfläche der Laufbahnplatten 10 ist das Radialspiel "s" vorhanden.

Jede Laufbahnplatte 10 greift mit ihrem über der Bohrung 2 der Außenhülse 1 radial nach außen vorstehenden Abschnitt 11 in eine in die Außenhülse 1 eingearbeitete Vertiefung 12 formschlüssig ein. Dabei ist das Radialspiel "s" mindestens so groß wie die Eindringtiefe "t" der Laufbahnplatten 10 in der Vertiefung 12 der Außenhülse 1 (siehe Figur 2).

Jede Laufbahnplatte 10 hat übrigens einen in die Vertiefung 12 der Außenhülse 1 eingreifenden radialen Vorsprung 13, der als längsgerichtete Rippe (siehe Figur 4 und 5) ausgebildet ist und in die radial durchgehende öffnung 14 (siehe Figur 3) in der Vertiefung 12 der Außenhülse 1 eingreift.

Wie aus Figur 3 zu ersehen, hat die Außenhülse 1 in ihrer Bohrung 2 Längsnuten 15, zum gleitenden axialen Einschieben des mit Laufbahnplatten 10 versehenen Käfigs 3. Tiefe und Breite dieser Längsnuten 15 sind geringfügig größer als der über der Bohrung 2 radial nach außen vorstehende Abschnitt der betreffen-

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den Laufbahnplatte 10. Im vorliegenden Fall hat jede Laufbahnplatte 10 den radialen Vorsprung 13, der als längsgerichtete Rippe an der Laufbahnplatte 10 angeformt ist.

Die Laufbahnplatte 10, welche aus hartem Wälzlagerstahl gefertigt sein kann, besitzt auf ihrer der Welle 16 zugekehrten Seite eine den kugeligen Wälzkörpern 7 angepaßte, längsgerichtete Laufbahnrille 17 (siehe Figur 5).

Im Betrieb rollen die belasteten Wälzkörper 7 der Führungsbahn 5 zwischen der betreffenden Laufbahnplatte 10 und der zylindrischen, in der Bohrung 2 des Wälzlagers längsbewegten Welle 16. Dabei wird von der Welle 16 eine radiale Belastung über die Kugeln 7 auf die Laufbahnplatte 10 übertragen, die sich ihrerseits direkt in der Bohrungsfläche eines Gehäuses (nicht gezeigt) abstützt. Die Außenhülse 1 braucht also im vorliegenden Fall keine Radialbelastung zu übertragen und kann somit aus einem weichen, dünnwandigen Rohrwerkstoff wirtschaftlich hergestellt werden.

Beim Zusammenbau des Wälzlagers werden die Laufbahnplatten 10 radial bis zum Grund in die radialen Ausnehmungen 9 des Käfigs 3 eingeführt und festgehalten, so daß zunächst kein Radialspiel ( s = 0) der Laufbahnplatten 10 im Käfig 3 vorhanden ist. Dann wird der Käfig 3 zusammen mit den Laufbahnplatten 10 in die Bohrung 2 der Außenhülse 1 eingefädelt, so daß die Vorsprünge 13 der Laufbahnplatten 10 in die betreffenden

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Längsnuten 15 des Außenringes 1 eingreifen und den Käfig 3 in seiner ordentlichen Stellung verdrehungsmäßig festhalten. Nun wird der Käfig 3 so weit in die Bohrung 2 der Außenhülse 1 gleitend eingeschoben bis die Laufbahnplatten 10 unter die zugehörigen Vertiefungen 12 der Außenhülse 1 zu liegen kommen. Anschliessend werden die Wälzkörper 7 radial in die Führungsbahnen 5 eingeschnappt. Zu diesem Zweck sind die radial nach innen zusammengehenden Seitenwände der Führungsbahnen 5 in Umfangsrichtung elastisch nachgiebig gemacht, und zwar dadurch, daß der Käfig 3 aus einem elastischem Werkstoff, z. B. Kunststoff , gefertigt ist. Beim radialen Einschnappen der Wälzkörper 7 in die Führungsbahnen 5, z. B. mit an sich bekannten Füllmagazinen, werden die Laufbahnplatten 10 radial nach außen gedrückt und derart nach außen verlagert, daß der radial äußere Abschnitt in der Laufbahnplatte in die zugehörige Vertiefung 12 und die Rippe 13 in die öffnung 14 der Außenhülse 1 eingreift. Das entstehende Radialspiel "s" jeder Laufbahnplatte 10 in der radialen Ausnehmung 9 ist dadurch mindestens so groß wie die Eindringtiefe ¹¹1" des radial nach außen in die Vertiefung 12 der Außenhülse 1 ragenden Abschnitts der Laufbahnplatte 10. Dementsprechend wird der Käfig 3 in der Außenhülse 1 arretiert, so daß dieser über die radial nach außen verlagerten Laufbahnplatten 10 axial und verdrehungsmäßig in der Außenhülse 1 festgehalten ist. Die Kugeln 7 können auch bei ausgebauter Welle 16 nicht nach innen aus dem Wälzlager herausfallen. Außerdem ist das zusammengebaute Wälzlager als selbsthaltende Baueinheit leicht aufzubewahren und zu transportieren.

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Das erfindungsgemäße Wälzlager hat den großen Vorteil, daß dieses ohne Verwendung teurer Montagewerkzeuge wirtschaftlich zusammengebaut werden kann. Dabei ist auch die Gefahr abgewendet, daß Käfig und Kugeln des Wälzlagers beim Zusammenbau des Wälzlagers beschädigt werden.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann das obengenannte Wälzlager abgewandelt werden. Zum Beispiel kann die Außenhülse mit radialen Vertiefungen ohne eine radial durchgehende öffnung versehen sein, so daß die Laufbahnplatten im Grund der betreffenden Vertiefungen der Außenhülse abestützt werden. Dabei braucht auch kein radialer Vorsprung an den Laufbahnplatten angeformt zu sein.

Außerdem ist es möglich, ohne die in der Bohrung der Außenhülse angebrachten Längsnuten auszukommen. In diesem Fall muß beim axialen Einschieben des mit Laufbahnplatten versehenen Käfigs in die Außenhülse darauf geachtet werden, daß der Käfig in seine ordentliche Stellung gedreht wird, damit die Laufbahnplatten am Ende des Einschiebens genau unter die radialen Vertiefungen der Außenhülse zu liegen kommen, in die die Laufbahnplatten anschließend beim Einfüllen der Wälzkörper radial hineingeschoben werden.

Die Bohrung der Außenhülse braucht nicht zylindrisch ausgebildet zu sein, sie kann auch einen polygonförmigen Querschnitt aufweisen, welcher der äußeren Kontur des Käfigs angepaßt ist, so daß der Käfig verdrehungssicher in der Bohrung der Außenhülse gehalten ist.

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Schließlich brauchen die Wälzkörper nicht kugelig ausgebildet zu sein, vielmehr können diese auch bei entsprechender Ausbildung der zugehörigen Führungs- und Umlenkbahnen des Käfigs und der Laufbahnrille der Laufbahnplatte als Rollen mit einer gewölbten oder zylindrischen Form des Rollenmantels hergestellt sein.

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Claims

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 19. 12. 1978

TPA/vh.hb DT 78 041 DT

Wälzlager für Längsbewegungen

Patentansprüche

Wälzlager für Längsbewegungen auf einer Welle mit mehreren am Umfang verteilten, in sich geschlossenen Wälzkörperreihen, welches einen zwischen der Bohrung einer Außenhülse und der Welle angeordneten, mit Führungsbahnen und Umlenkbahnen für die Wälzkörper jeder Wälzkörperreihe ausgestatteten Käfig besitzt, wobei die Bohrung der Außenhülse je Wälzkörperreihe eine Vertiefung zur Aufnahme einer die belasteten Wälzkörper der betreffenden Wälzkörperreihe tragenden Laufbahnplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Mantelfläche des Käfigs (3) radiale Ausnehmungen (9) eingearbeitet sind, in die je eine Laufbahnplatte (10) mit Radialspiel (s), welches mindestens so groß wie die Eindringtiefe ( t) der Laufbahnplatte (10) in der Vertiefung (12) der Außenhülse (1) ist, eingreift.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (2) der Außenhülse (1) Längsnuten (15) zum gleitenden axialen Einschieben des mit Laufbahnplatten (10) versehenen Käfigs (3)

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vorgesehen sind, deren Tiefe und Breite geringfügig größer ist, als der über der Bohrung (2) der Außenhülse (1) radial nach außen vorstehende Abschnitt der betreffenden ohne Radialspiel (s) im Käfig (3) gehaltenen Laufbahnplatte (10).
3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnplatte (10) mit einem in die Vertiefung (12) der Außenhülse (1) eingreifenden radialen Vorsprung (13) versehen ist.
4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung als längsgerichtete Rippe (13) an jeder Laufbahnplatte (10) ausgebildet ist.
5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (12) der Außenhülse (1) eine radial durchgehende öffnung (14) aufweist.
6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (3) zum radialen Einschnappen der Wälzkörper (7) in die Führungsbahnen (5) und entsprechenden Nach-außendrücken der Laufbahnplatten (10) aus elastischem Werkstoff gefertigt ist.

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