DE3207516A1

DE3207516A1 - Waelzlager fuer laengsbewegungen

Info

Publication number: DE3207516A1
Application number: DE19823207516
Authority: DE
Inventors: Walter Reith; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1982-03-03
Filing date: 1982-03-03
Publication date: 1983-09-08
Also published as: US4514017A; FR2522750B1; FR2522750A1

Description

3207515

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 26.02.82

DE 82 006 DE TP&.koVtr

Wälzlager für Längsbewegungen

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für Längsbewegungen mit am Umfang verteilten, endlos umlaufenden Reihen von Wälzkörpern, bestehend aus einem die belasteten Wälzkörper radial nach außen abstützenden Tragkörper mit auf der Mantelfläche eingearbeiteten, axial verlaufenden Kanälen und einem die unbelasteten Wälzkörper an den Enden des Tragkörpers umlenkenden und rückführenden Käfigkörper.

Ein Wälzlager dieser Art ist schon durch die DE-OS 26 49 245 in der Ausführung als Kugellager bekannt. Der Tragkörper ist hierbei massiv ausgeführt und weist auf der Mantelfläche axial verlaufende Führungskanäle für die rücklaufenden, unbelasteten Kugeln auf. Die belasteten Kugeln der endlos umlaufenden Kugelreihen werden direkt von der Bohrungsfläche des Tragkörpers

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radial abgestützt. Obwohl gegen die Punktionsfähigkeit dieser bekannten Ausführung nichts einzuwenden ist, ist es ein Nachteil, daß der Tragkörper nur mit erheblichem maschinellen Aufwand hergestellt werden kann. Beim Raumen der Führungskanäle fallen darüber hinaus in hohem Maß Abfallspäne an, wodurch auch insgesamt hohe Materialkosten auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das nahezu ohne Abfall und mit einfachen Mitteln insgesamt preiswert hergestellt werden kann.

Die Aufgäbe wird dadurch gelöst, daß zur Bildung axial verlaufender Kanäle für die Wälzkörper der Tragkörper einen durch Umformung hergestellten, in Umfangsrichtung mäanderförmigen oder gewellten Querschnitt aufweist.

Der Tragkörper kann beispielsweise aus einem Abschnitt eines dünnwandigen Rohres hergestellt werden. Die Umformung des Rohres in einen Ring mit in Umfangsrichtung mäanderförmig oder gewellt verlaufendem Querschnitt erfolgt dabei beispielsweise durch schrittweises Prägen einzelner axial verlaufender Kanäle für die Wälzkörper in entsprechendem Abstand, damit sich eine gleichmäßige Verteilung am Umfang ergibt. Es können jedoch auch alle Kanäle gleichzeitig mit einem entsprechenden Werkzeug geprägt werden. Die Kanäle sind axial durchgehend, so daß der Tragkörper an jeder Stelle in axialer Richtung den gleichen Querschnitt aufweist. Bei einem in dieser Art hergestellten Tragkörper fällt vorteilhafterweise kein Abfall an. Darüber hinaus werden an die maschine!- len Einrichtungen keine besonderen Ansprüche gestellt, so daß insgesamt damit eine preisgünstige Fertigung erzielt wird.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Tragkörper als mäanderförmiges oder gewelltes und zu einem Ring gebogenes Blechband ausgeführt.

Ein vorgeschnittenes ebenes Blechband in entsprechender Länge wird dabei durch Prägen bzw. Biegen mit Kanälen versehen und danach zu einem Ring gebogen. Durch geeignete Anordnung der Werkzeuge kann das Biegen zu einem Ring auch unmittelbar während der Herstellung der.Kanäle erfolgen. Die beiden freien Enden des fertigen Tragkörpers können bei Bedarf verschweißt werden. Für viele Anwendungsfälle jedoch wirken sich die lediglich zusammengefügten freien Enden nicht störend aus, da der Tragkörper, bzw. das gesamte Wälzlager für Längsbewegungen ohnehin in einem Gehäuse fixiert wird. Bei einigen Anwendungen ist darüber hinaus ein Anpassen des Durchmessers des Wälzlagers in gewissen Grenzen erwünscht. Ein Spalt an der Fügestelle kann dabei als Ausgleich benutzt werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die radial nach außen offenen Kanäle für die Rückführung der unbelasteten Wälzkörper und die in Ümfangsrichtung verlaufenden, radial innen angeordneten Oberflächen als Laufbahnen für die belasteten Wälzkörper vorgesehen.

Die radial nach außen offenen Kanäle dienen der Rückführung der unbelasteten Wälzkörper, während die radial innen liegenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte der Kanäle, gewissermaßen die Böden der Kanäle mit ihrer radial innenliegenden Oberfläche die Wälzkörperreihen radial gegen eine Welle oder dgl. abstützen und die Laufbahnen der belasteten Wälzkörper bilden. Die sich beim Prägen der Mäander- oder Wellenform ergebenden,

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zwischen den nach außen offenen Kanälen angeordneten, radial nach innen offenen Kanäle können dabei in ihrer lichten Weite schmal gehalten werden. Die radial außenliegenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte zwischen den einzelnen Kanälen bilden mit ihren Oberflächen die mantelseitige Sitzfläche des gesamten Wälzlagers für Längsbewegungen. Bei dieser Ausführung sind die belasteten und die unbelasteten Wälzkörper einer Wälzkörperreihe in radialer Richtung übereinander angeordnet, so daß bei entsprechend schmaler Ausführung des an sich nicht genutzten radial nach innen offenen Kanales relativ viele Wälzkörperreihen am Umfang des Tragkörpers angeordnet werden können. Die Führung der Wälzkörper erfolgt durch einen Käfigkörper, der im Bereich des Tragkörpers axial verlaufende Kanäle für die belasteten Wälzkörper aufweist und diese am Herausfallen hindert. An den freien Enden des Käfigkörpers sind für jede Wälzkörperreihe Umlenkkanäle angebracht, die die Wälzkörper in den Kanal zur Rückführung leiten, bzw. aus diesen herausführen. Darin können ebenfalls Käfigteile vorgesehen werden, die ein Herausfallen der Wälzkörper verhindern bzw. zu deren Führung beitragen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die radial nach innen offenen Kanäle für die Rückführung der unbelasteten Wälzkörper und die in Umfangsrichtung verlaufenden, radial innen angeordneten Oberflächen der radial nach außen offenen Kanäle als Laufbahnen für die belasteten Wälzkörper vorgesehen.

Die Wälzkörper können dabei auf der radial innenliegenden Oberfläche der radial nach innen offenen Kanäle laufen, wobei die Tiefe der Kanäle in diesem Fall nur

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so groß sein muß, um die unbelasteten Wälzkörper in genügendem Abstand zur Welle oder dgl. führen zu können. Ein entsprechend geformter Käfigkörper, der die Wälzkörper axial führt, an den freien Enden des Tragkörpers umlenkt und die Wälzkörper am Herausfallen hindert, ist dabei vorzugsweise nur im Inneren des Tragkörpers angeordnet.

Bei einem weiteren Beispiel der Erfindung sind die radial nach innen offenen Kanäle für die belasteten und die radial nach außen offenen Kanäle für die unbelasteten Wälzkörper vorgesehen.

Bei dieser Art der Wälzkörperführung ergibt sich ein Wälzlager für Längsbewegungen mit besonders geringer radialer Bauhöhe das vorzugsweise mit Kugeln versehen wird. Die radiale Bauhöhe beträgt nur geringfügig mehr als der Kugeldurchmesser und die Blechstärke des Tragkörpers. Der Käfigkörper ist dabei radial außerhalb des Tragkörpers angeordnet und bildet z. B. einen geschlossenen Mantel um das gesamte Wälzlager.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Käfigkörper aus zwei in einer Radialebene aneinandergefügten Teilen.

Der Käfigkörper ist dabei beispielsweise in zwei gleiche Hälften geteilt, die für einige Ausführungen des erfindungsgemäßen Wälzlagers völlig gleich sein können. Dadurch ergeben sich besondere Vorteile bei der Fertigung, insbesondere wenn der Käfigkörper aus Kunststoff besteht. Die an den freien Enden des Wälzlagers nötigen Umlenkzonen können in einem Arbeitsgang eingeformt werden. Durch die erfindungsgemäße Form des Tragkörpers erübrigt sich ein Fixieren des Käfigkörpers bzw. seiner beiden Hälften

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in Umfangsrichtung. Sowohl innen- als auch außenliegende Teile verankern sich beim Zusammenbau automatisch in den Kanälen des Tragkörpers und verhindern darüber hinaus auch ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Teile. Dadurch wird bei gleichzeitig preisgünstiger Fertigung eine sichere Funktion des gesamten Wälzlagers gewährleistet.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Käfigkörper mit in Ausnehmungen des Tragkörpers einrastenden, radialen Vorsprüngen versehen.

Dadurch bilden die Teile des Käfigkörpers mit dem Tragkörper eine insgesamt formschlüssig verbundene Einheit, die auch in axialer Richtung gesichert ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an den aneinandergefügten Radialflächen des Käfigkörpers dessen beide Teile gegenseitig fixierende Einrichtungen, wie Zapfen und Bohrungen oder dgl. angeordnet.

Wenn in einzelnen Fällen das gesamte Wälzlager an den radialen Trennflächen des Käfigkörpers starken, wechselnden Beanspruchungen ausgesetzt ist, können beispielsweise an den Radialflächen axial vorspringende Zapfen angebracht werden, die beim Zusammenfügen der beiden Teile in entsprechende Ausnehmungen eingreifen. Zapfen und Ausnehmungen können wechselseitig vorgesehen werden, damit die Gleichförmigkeit der beiden Hälften erhalten bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines Kugellagers für Längsbewegungen mit mäanderförmig gebogenem Tragkörper, wobei die linke Bildhälfte den Schnitt A-A und die rechte Schnitt B-B

der Fig. 2 darstellt,

Fig. 2 den Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten Kugellagers, wobei die linke Bildhälfte den Schnitt C-C und die rechte den Schnitt D-D der Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 den teilweisen Querschnitt eines Kugellagers für Längsbewegungen mit Rückführung der unbelasteten Kugeln in den radial nach innen offenen Kanälen des Tragkörpers und

Fig. 4 den teilweisen Querschnitt eines Kugellagers

für Längsbewegungen, bei dem alle Kanäle des Tragkörpers Kugeln führen.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Kugellager für Längsbewegungen besteht aus einem Tragkörper 1, einem Käfigkörper 2 und aus am Umfang verteilten, endlosen Reihen von Kugeln, wobei mit 3 die belasteten und mit 4 die unbelasteten Kugeln bezeichnet sind. Der Tragkörper 1 ist aus einem ebenen Blechband hergestellt und durch Prägen bzw. Biegen mit axial durchgehenden Kanälen 5,6 versehen, so daß sich in Dmfangsrichtung ein mäanderförmiger Querschnitt ergibt. Die beiden freien Enden sind an der mit 8 bezeichneten Stelle anexnandergefügt. Der Käfigkörper 2 besteht aus zwei gleichen, beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Hälften, die mit ihren Radialflächen zusammengefügt sind.

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Im Bereich der freien Enden des Tragkörpers 1 sind Umlenkzonen 9 vorgesehen, die in einem Arbeitsgang bei dar Fertigung der Hälften des Käfigkörpers 2 angeformt sind. Die radial innenliegenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächen des Tragkörpers 1 bilden die Laufbahnen 10 für die belasteten Kugeln 3. Der Käfigkörper 2 weist an diesen Stellen axiale Führungsbahnen auf, die radial zum Inneren des Kugellagers offen sind, damit die Kugeln 3 ihrer Aufgabe entsprechend auf einer Welle 11 oder dgl.

abrollen können. Zur besseren Positionierung gegenüber dem Tragkörper 1 reichen radiale, angeformte Vorsprünge 12 in die radial nach innen offenen Kanäle 6 des Tragkörpers 1. In den radial nach außen offenen Kanälen 5 werden die unbelasteten Kugeln 4 zurückgeführt. Der Kafigkörper 2 weist an diesen Stellen axial gerichtete Abschnitte 13 auf, die zur Führung der Kugeln 4 in deren Kanälen 5 beitragen und ein Herausfallen verhindern. Die radial außen angeordneten, in Umfangsrichtung verlaufenden Oberflächen des Tragkörpers 1 sind für den Einbau des Kugellagers vorgesehen und dienen als Sitzfläche 14. Beim Zusammenbau des Kugellagers wird je eine mit Kugeln 3,4 versehene Hälfte des Käfigkörpers 2 von beiden Enden des Tragkörpers 1 her aufgeschoben. Ein präzises Fluchten der einzelnen Führungsbahnen ist durch die verdrehsichere Anordnung der einzelnen Käfigabschnitte 12,13 in den Kanälen 5,6 automatisch gegeben. Damit die beiden Hälften des Käfigkörpers 2 auch gegen axiales Verschieben gegenüber dem Tragkörper 1 gesichert sind, sind daran angeformte, am Umfang verteilte, radia-Ie Vorsprünge 15 vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen des Tragkörpers 1 einrasten.

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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kugellager für Längsbewegungen dient der radial nach innen offene Kanal 6 des Tragkörpers 1 zur Rückführung der hier unbelasteten Kugeln 4. Der Käfigkörper 2 ist deshalb nur im Inneren des Tragkörpers 1 angeordnet. Die radial verlaufenden Abschnitte 16 des Tragkörpers 1 sind gegenüber dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiel relativ kurz ausgeführt.

In Fig. 4 ist ein Kugellager für Längsbewegungen dargestellt, bei dem die radial nach innen offenen Kanäle 6 des Tragkörpers 1 für die Führung der belasteten Kugeln 3 und die radial nach außen offenen Kanäle 5 für die unbelasteten Kugeln 4 verwendet werden. Der Käfigkörper 2 ummantelt in diesem Fall vollständig das gesamte Kugellager und trägt im Bereich der nach außen offenen Kanäle 5 zur Führung der unbelasteten Kugeln bei. An den freien Enden sind nicht näher dargestellte Umlenkzonen eingeformt, die die Kugeln in die radial nach innen offenen Kanäle 6 oder daraus herausführen. Die belasteten Kugeln 3 werden von den seitlichen Wänden 17 des Kanals 6 geführt. Sie sind geringfügig zueinander geneigt und verhindern deshalb ein Herausfallen der Kugeln 3.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungen sind nur Beispiele der Erfindung. Durch den mäanderförmigen Querschnitt des Tragkörpers 1 sind vorteilhafte weitere Varianten des Wälzlagers für Längsbewegungen möglich.

Claims

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 26.02.82

DE 82 006 DE TPA.ko.tr

Wälzlager für Längsbewegungen

Patentansprüche

©Wälzlager für Längsbewegungen mit am Umfang verteilten, endlos umlaufenden Reihen von Wälzkörpern (3,4), bestehend aus einem die belasteten Wälzkörper (3) radial nach außen abstützenden Tragkörper (1) mit auf der Mantelfläche eingearbeiteten, axial verlaufenden Kanälen (5) und einem die unbelasteten Wälzkörper (4) an den Enden des Tragkörpers (1) umlenkenden und rückführenden Käfigkörper (2), dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung axial verlaufender Kanäle (5,6) für die Wälzkörper (3,4) der Tragkörper (1) einen durch Umformung hergestellten, in Umfangsriqhtung mäanderförmigen oder gewellten Querschnitt aufweist.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) als mäanderförmiges oder gewelltes und zu einem Ring gebogenes Blechband ausgeführt ist.
3. Wälzlager nach den Ansprüchen, 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach außen offenen Kanäle (5) für die Rückführung der unbelasteten

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Wälzkörper (4) und die in ümfangsrxchtung verlaufenden, radial innen angeordneten Oberflächen als Laufbahnen (10) für die belasteten Wälzkörper (3) vorgesehen sind.
4. Wälzlager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen offenen Kanäle (6) für die Rückführung der unbelasteten Wälzkörper (4) und die in ümfangsrxchtung verlaufenden, radial innen angeordneten Oberflächen der radial nach außen offenen Kanäle (5) als Laufbahnen für die belasteten Wälzkörper (3) vorgesehen sind.
5. Wälzlager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen offenen Kanäle (6) für die belasteten (3) und die radial ■ nach außen offenen Kanäle (5) für die unbelasteten Wälzkörper (4) vorgesehen sind.
6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigkörper (2) aus zwei in einer Radialebene (7) aneinandergefügten Teilen besteht.
7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigkörper (2) mit in Ausnehmungen des Tragkörpers (1) einrastenden, radialen Vorsprüngen (15) versehen ist.
8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den aneinandergefügten Radialflächen des Käfigkörpers (2) dessen beide Teile gegenseitig fixierende Einrichtungen, wie Zapfen und Bohrungen oder dgl. angeordnet sind.

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