DE3303831C2

DE3303831C2 -

Info

Publication number: DE3303831C2
Application number: DE3303831A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Teramachi
Original assignee: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Teramachi
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1987-12-17
Also published as: US4444443A; GB2119033B; JPS58137616A; GB8302432D0; JPS5928773B2; IT8319577A0; GB2119033A; FR2521662B1; DE3303831A1; IT1206110B; FR2521662A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kugelgelagerte Schiebewellenbaugruppe der im Oberbegriff des Patent anspruchs 1 genannten Art.

Derartige Schiebewellenbaugruppen werden in vielen Fällen an Spindeln und Wellen verschiedener Werk zeugmaschinen, an Säulen und Armen von Industrie robotern, an Selbstladeeinrichtungen, an Wellen für Punktschweißmaschinen, an Führungswellen für ver schiedene automatische Hochgeschwindigkeitsmaschinen und für andere Maschinen verwendet.

Schiebewellen bekannter Art weisen ein Kugelschie belager auf, das aus einer äußeren Hülse und einem Käfig besteht, um zwischen diesen Teilen eine große Anzahl von Kugeln festzuhalten, die in eine Anzahl von Sätzen unterteilt sind, in denen die Kugeln je weils als lasttragende und lastfreie Kugeln entlang einer langgestreckten geschlossenen Laufbahn geführt werden, die in im wesentlichen U-förmigen Nuten aus gebildet ist. Diese Nuten sind in der Wand und in einer inneren Umfangsoberfläche der zylindrischen Außenhülse aus Stahl ausgebildet, was eine komplizierte und aufwendige Maschinenbearbeitung er fordert. Beispielsweise erfordert die Herstellung der äußeren Hülse eine Drehbearbeitung, während die Herstellung der verschiedenen Längsnuten eine Räum bearbeitung erfordert. Eine relativ große Anzahl von Schritten für diese maschinellen Bearbeitungen von unterschiedlichen Arten stellt die Hauptursache für die hohen Kosten der Schiebewellenbaugruppen dar.

Weiterhin ist der in die äußere Hülse eingesetzte Käfig üblicherweise durch eine Preßbearbeitung her gestellt und besteht aus einer Vielzahl von Segmenten, die sich in Längsrichtung erstrecken und gleichförmig in Umfangsrichtung der äußeren Hülse verteilt sind. Dies erfordert sehr komplizierte und schwierige Vor gänge beim Zusammenbau und führt zur Möglichkeit, daß eine gleichförmige Relativbewegung zwischen der Schiebe welle und dem Kugelschiebelager aufgrund von Fehlern nicht erreicht werden kann, die beim Zusammenbau auf treten.

Weil weiterhin eine Rollrichtungsänderungsnut zur Überführung der Kugeln von der Zone der lasttragen den Kugel zu der Zone der lastfreien Kugeln oder um gekehrt an einem Verbindungsbereich zwischen der äußeren Hülse und/oder dem Käfig und einer Endkappen platte liegt, kann selbst eine geringe Versetzung oder Verschiebung an diesem Verbindungsteil einen Widerstand gegen ein glattes Rollen der Kugeln hervor rufen und/oder die Ursache für eine Geräuschentwick lung sein.

Es wurde bereits eine Schiebewellenbaugruppe der ein gangs genannten Art vorgeschlagen (DE-OS 32 28 522), die einen vereinfachten Aufbau dadurch aufweist, daß die Käfigteile durch zwei Käfighälften gebildet sind, die von den beiden Enden der äußeren Hülse aus auf diese aufgeschoben werden und innere und äußere Führungs teile für die lastfreien bzw. die lasttragenden Kugeln bilden. Diese äußeren und inneren Führungsteile er strecken sich von einem Basisteil der jeweiligen Käfig hälfte aus und die beiden Käfighälften sind miteinander Ende an Ende verbunden, um eine geschlossene Käfigbau gruppe zu bilden. Hierbei weist die äußere Hülse vier innere und vier äußere Nuten auf und die Schiebewelle weist vier längsverlaufende Vorsprünge auf, an deren Seiten jeweils Kugelrolloberflächen für die lasttra genden Kugeln ausgebildet sind. Hierbei werden acht Kugelreihen für eine eindeutige Drehmomentübertragung verwendet, was jedoch eine sehr aufwendige Herstellung der zumindest acht Kugelrolloberflächen auf der Innenoberfläche der äußeren Hülse sowie auf der Schiebewelle erfordert. Weiterhin schneidet eine durch den axialen Mittelpunkt der äußeren Hülse und den Mit telpunkt einer lasttragenden Kugel verlaufende Linie eine Linie, die durch die lasttragende Kugel und die zugehörige lastfreie Kugel verläuft, unter einem stumpfen Winkel, so daß sich ein erheblicher radialer Abstand zwischen dem axialen Mittelpunkt der äußeren Hülse und dem Mittelpunkt der lastfreien Kugel ergibt, was dazu führt, daß die Umlaufbewegung der Kugeln unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften verhindert wird, de nen die Kugeln bei einer Drehung der Schiebewellenbau gruppe mit hoher Drehzahl ausgesetzt sind. Weiterhin ergibt sich aufgrund der Werte des Berührungswinkels, die bei 0 bzw. 90 Grad liegen, eine ungünstige Dreh momentübertragung. Unter einem Berührungswinkel wird hierbei der Winkel verstanden, der zwischen einer Bezugs linie, beispielsweise einer horizontalen Linie, und der Drucklinie einer Kugel liegt. Die Drucklinie verläuft hierbei durch zwei diametral gegenüberliegende Punkte auf der Umfangsoberfläche der Kugel, mit denen die Kugel mit den beiden gegenüberliegend angeordneten Kugelroll oberflächen in Berührung steht. Der Verlauf der Druck linie könnte damit auch als Kraftwirkungsrichtung be zeichnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiebe wellenbaugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und Zusammenbau hohe Lasten und Drehmomente bei hohen Drehzahlen übertragen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er findung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schiebe wellenbaugruppe kann der radiale Abstand zwischen dem axialen Mittelpunkt der äußeren Hülse und den last freien Kugeln sehr klein gemacht werden, so daß sich einerseits ein kompakter Aufbau ergibt und andererseits Zentrifugalkräfte bei hohen Drehzahlen nur einen ge ringen Einfluß auf die Umlaufbewegung der Kugeln haben. Weiterhin wird hierbei ein Berührungswinkel ermöglicht, der eine optimale Drehmomentübertragung zwischen der Schiebewelle und der äußeren Hülse ergibt.

Bei der erfindungsgemäßen Schiebewellenbaugruppe ist keine maschinelle Bearbeitung zur Ausbildung der Kugelführungsnuten in der äußeren Hülse erforder lich und auf Grund der einstückigen Ausbildung der Basisteile oder Endplatten mit dem die Kugeln halten den Käfig können die Kugeln gleichförmig entlang von eine geschlossene Schleife bildenden Laufbahnen umlaufen, ohne daß Geräusche in den Kugelrollrichtungs- Änderungsbereichen hervorgerufen werden.

Die Kugelrolloberflächen der am Innen- und Außenumfang liegenden Nuten der äußeren Hülse können vorzugsweise einstückig mit dieser äußeren Hülse durch eine Preß formung ausgebildet werden, ohne daß es erforderlich ist, die U-förmigen Führungsnuten durch eine Räumbe arbeitung auszubilden. Weil außerdem die Führungsnuten für die lastfreien Kugeln durch Kombinationen der am Außenumfang liegenden Nuten der äußeren Hülse und der äußeren Führungsteile des Käfigs gebildet werden können, ist keinerlei Räumbearbeitung erforderlich, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.

Weiterhin kann die Schiebewellenbaugruppe aufgrund des Berührungswinkels oder der Kraftwirkungsrichtung von ungefähr 45 Grad zwischen der lasttragenden Kugel und den Kugelrolloberflächen ein erhöhtes Drehmoment über tragen, während gleichzeitig eine vergrößerte Lastwider standsfähigkeit für radiale Lasten sichergestellt ist.

Aufgrund des geringen Unterschiedes zwischen dem radialen Abstand der lasttra genden Kugeln und dem axialen Mittelpunkt der äußeren Hülse einerseits und dem radialen Abstand der lastfreien Kugeln von diesem axialen Mittelpunkt andererseits kann der Außendurchmesser der äußeren Hülse verringert werden, so daß die Schiebewellenbaugruppe eine kompakte Kon struktion und eine geringe Größe bei entsprechend ver ringertem Materialaufwand aufweist. Weiterhin wird der Einfluß der Zentrifugalkraft bei hohen Drehzahlen bis auf ein Minimum verringert, so daß der Umlauf der Kugeln gleichförmig ohne jeden merklichen Widerstand er folgen kann. Weiterhin ermöglicht die Anordnung, bei der die Reihe von lasttragenden Kugeln zwischen der Kugel rolloberfläche der äußeren Hülse und der der Schiebewelle schichtförmig zwischen diesen Teilen angeordnet ist, das Aufbringen einer Vorspannung in Drehrichtung, so daß die Steifigkeit sowie die Nutzlebensdauer der Schiebewellen baugruppe beträchtlich vergrößert werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der äußeren Hülse und zweier Käfighälften, die zusammen eine Aus führungsform der Schiebewellenbaugruppe bilden,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang eines mittleren Teils der Schiebewellenbaugruppe im zusammengebauten Zustand,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die proportionale oder geometrische Bezieh ungen der lasttragenden Kugeln, der last freien Kugeln und der Kugelrolloberflächen zueinander zeigt, wobei die Schiebewelle entfernt ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV nach Fig. 3 zur Erläuterung der Umlaufbe wegung der Kugeln,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V nach Fig. 2,

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI nach Fig. 3 zur Erläuterung einer Verbindung der äußeren Hülse und der Käfighälften,

Fig. 7 eine Endansicht der Ausführungsform der Schiebewellenbaugruppe in zusammengebautem Zustand.

Wie dies aus den Fig. 1 bis 6 und insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen ist, besteht die in diesen Figuren darge stellte Ausführungsform der Schiebewel lenbaugruppe im wesentlichen aus einer mit dem Bezugszeichen A bezeichneten Hülse, aus zwei Käfighälften B mit identischem Aufbau, die miteinander Ende an Ende verbindbar sind, um einen Käfig oder Halter zu bilden, der mit B bezeichnet ist, aus mehreren Sätzen von Kugeln (die in Fig. 1 nicht gezeigt sind) C, die in jeweiligen eine endlose Bahn bildenden Nuten rollen, die zwischen der äußeren Hülse A und dem Käfig oder Halter B ausgebildet sind, wie dies noch näher erläutert wird, so wie aus einer Schiebe- oder Keilwelle 24 (die in Fig. 1 nicht gezeigt ist). Die äußere Hülse A ist aus härtbarem Stahl durch Formpreß- oder Ziehbearbei tung mit gleichförmiger Wandstärke hergestellt, und weist am Außenumfang liegende Nuten 1 und 2 und am Innenumfang liegende Nuten 3 und 4 mit jeweils im wesentlichen U-för migem Querschnitt auf. Die am Außenumfang angeordneten Nuten 1 und 2 und die am inneren Umfang liegenden Nuten 3 und 4 sind in den äußeren und inneren Oberflächen der Hülse A abwechselnd zueinander in Umfangsrichtung ange ordnet. Die am Außenumfang liegenden Nuten 1 und 2 sind symmetrisch und diametral gegenüberliegend zueinander an geordnet, so daß beide Nuten durch eine horizontale Linie X mittelhalbiert werden, die durch die Mittelachse O der äußeren Hülse A verläuft. Die am Innenumfang liegenden Nuten 3 und 4 sind ebenfalls symmetrisch und diametral gegenüberliegend zueinander derart angeordnet, daß sie durch eine vertikale Linie Y mittelhalbiert werden, die sich durch die Mittelachse O senkrecht zur Linie X er streckt, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist. Die am Außenumfang und am Innenumfang angeordneten Nuten 1, 2, 3 und 4 erstrecken sich in Längsrichtung der äuße ren Hülse A parallel zueinander. Jede am Außenumfang lie gende Nut 1, 2 ist so ausgebildet, daß sie die nicht nichtbela steten oder lastfreien Kugeln C ₁ führt, während die am Innenumfang angeordneten Nuten 3 und 4 zur Führung der die Last tragenden Kugeln C ₂ ausgebildet sind, die zur Drehmomentübertragung dienen. Zu diesem Zweck ist jede der am Außenumfang liegenden Nuten 1, 2 mit Kugelrolloberflächen 5 und 6 an beiden Seiten versehen und jede Rolloberfläche weist eine Krümmung auf, die angenähert der der Kugel C ist. In ähn licher Weise ist jede der am Innenumfang liegenden Nuten 3, 4 mit Kugelrolloberflächen 7 und 8 versehen, die je weils eine Krümmung aufweisen, die im wesentlichen der der Kugel C entspricht.

Bei der Beschreibung einer Position oder der geometri schen Beziehung zwischen den Kugelrolloberflächen 5, 6 in jeder der am Außenumfang liegenden Nuten 1 und 2 und den Kugelrolloberflächen 7 und 8 an jeder der am Innenumfang liegenden Nuten 3, 4 und bei beispielsweiser Betrachtung der rechten, am Außenumfang liegenden Nuten 1, 2, die durch die horizontale Linie X mittelhalbiert sind, und der benachbarten, am Innenumfang liegenden Nuten 3, 4 ist es wesentlich, festzustellen, daß die rechte Kugelroll oberfläche 5 der am Außenumfang liegenden Nut 2 gemäß Fig. 2 mit der rechten Kugelrolloberfläche 7 der am Innenumfang liegenden Nut 4 zusammenwirkt, um eine ge schlossene Rollbahn zu bilden, entlang der ein Satz von Kugeln C umläuft, während die obere Kugelrolloberfläche 6 der am Außenumfang liegenden Nut 2 bei Betrachtung gemäß Fig. 2 mit der oberen rechten Kugelrolloberfläche 8 der am Innenumfang liegenden Nut 3 kombiniert ist, um eine weitere geschlossene Rollbahn zu bilden, entlang der ein weiterer Satz von Kugeln C in der in Fig. 5 gezeigten Weise umläuft.

Bei Betrachtung der Fig. 3 ist weiterhin festzustellen, daß die Krümmungsmittelpunkte O ₁ und O ₂ der Kugelroll oberflächen 7 und 8 der am Innenumfang liegenden Nuten 3 bzw. 4 auf geneigten Linien X ₁ bzw. Y ₁ liegen, wobei die Linie X ₁ einer Drehung der horizontalen Linie X im Gegen uhrzeigersinn um ungefähr 45° entspricht, während die Linie Y ₁ einer Drehung der vertikalen Linie Y im Gegen uhrzeigersinn von ungefähr 45° entspricht, wobei sich die vertikale Linie Y durch den Mittelpunkt O der äußeren Hülse A senkrecht zur horizontalen Linie X erstreckt. Diese Krümmungsmittelpunkte O ₁ und O ₂ der Kugelrollober flächen 7 und 8 fallen mit den Kreismittelpunkten O ₅ und O ₆ der lasttragenden Kugelnuten 15 bzw. 16 des im folgen den beschriebenen Käfigs B zusammen. Andererseits liegt der Krümmungsmittelpunkt O ₃ der Kugelrolloberfläche 6 an der am Außenumfang liegenden Nut 1, 2 auf einer Linie X ₂, die durch den Krümmungsmittelpunkt O ₁ der Kugelrollober fläche 8 hindurchläuft und die Linie X ₁ unter einem Win kel R schneidet, der im wesentlichen gleich 90° ist. Das gleiche gilt für den Krümmungsmittelpunkt O ₄ der Kugel rolloberfläche 5. Diese Krümmungsmittelpunkte O ₃ und O ₄ fallen mit den Kreismittelpunkten O ₇ und O ₈ von lastfreie Kugeln führenden Nuten 18 bzw. 19 des Käfigs B zusammen.

Aufgrund der geometrischen Anordnung, daß die Linie X ₂, die sowohl durch den Mittelpunkt der lasttragenden Kugel C ₂ als auch durch den Mittelpunkt der benachbarten lastfreien Kugel C ₁ hindurchläuft, die geneigte Linie X ₁ mit dem Winkel R von ungefähr 90° schneidet, während die geneigte Linie X ₁ durch die Mittelachse O der äußeren Hülse A und den Mittelpunkt der lasttragenden Kugeln C ₂ hindurchläuft, kann die Differenz zwischen dem radialen Abstand der lasttragenden Kugel von der Mittelachse O der äußeren Hülse A und dem radialen Abstand des Mittelpunk tes der lastfreien Kugel zu dieser Mittelachse O be trächtlich verringert werden, und zwar ungefähr auf einen halben Kugelradius, so daß die lasttragenden Kugeln und die lastfreien Kugeln sehr nahe aneinander angeordnet sein können. Weiterhin berührt die lasttragende Kugel C ₂, die in der Nut des Käfigs B rollt, die Kugelrollober fläche der am Innenumfang liegenden Nut mit einem Berührungs winkel α von ungefähr 45°. Wenn eine Last einwirkt, so wird die Fläche, über die die Oberfläche der lasttra genden Kugel C ₂ mit der Kugelrolloberfläche in Berührung steht, aufgrund einer elastischen Verformung vergrößert, so daß die pro Einheitsfläche der Kugelrolloberfläche aufzunehmende Last entsprechend verringert wird. Dies be deutet andererseits, daß das zu übertragende Drehmoment entsprechend vergrößert werden kann.

In Fig. 1 ist eine Keilausnehmung 9 zu erkennen, die in der äußeren Hülse A zur Befestigung oder Verbindung der Schiebewellen-Baugruppe mit ande ren Bauteilen ausgebildet ist.

Jede der Halter- oder Käfighälften B, die zusammen zur Führung der Rollbewegung der lasttragenden Kugeln C ₂ so wie der lastfreien Kugeln C ₁ dienen, ist einstückig durch Spritzgießen, Formen von Kunststoff oder durch Präzisionsguß hergestellt. Die Käfighälften sind so aus gebildet, daß sie mit engem Sitz in die äußere Hülse A von deren beiden Enden aus und in enger Berührung mit den inneren und äußeren Umfangsoberflächen dieser Hülse A eingesetzt werden können, wobei die Käfighälften im Mit telteil Ende an Ende miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck weist jede Käfighälfte B ein inneres Füh rungsteil B ₁ mit einem im wesentlichen elliptischen Quer schnittsprofil, das in innige Berührung mit den inneren Umfangsoberflächen der äußeren Hülse A gebracht werden kann, und äußere Führungsteile B ₂ auf, die einen im we sentlichen T-förmigen Querschnitt aufweisen und in enge Berührung mit den Bodenflächen der am Außenumfang liegen den Nuten 1 bzw. 2 der äußeren Hülse A gebracht werden können. Die inneren und äußeren Führungsteile B ₁ und B ₂ erstrecken sich von einem kreisförmigen Basisteil 14 aus in Längsrichtung der Käfighälfte B und sich mit diesem Basisteil einstückig ausgebildet. Das innere Führungsteil B ₁ schließt zwei im wesentlichen rechteckige ebene Ele mente 12 ein, die in Horizontalrichtung symmetrisch dia metral zueinander angeordnet sind und mit engem Sitz und glatt abschließend auf die inneren ebenen Oberflächen 10 aufsetzbar sind, die sich jeweils zwischen den am Innen umfang angeordneten Nuten 3 und 4 der äußeren Hülse A er strecken. Das innere Führungsteil B ₁ schließt weiterhin zwei bogenförmige Elemente 13 mit bogenförmigem Quer schnitt ein, die in Vertikalrichtung symmetrisch und dia metral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und je weils eine bogenförmige äußere Umfangsoberfläche aufwei sen, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem axialen Mittel punkt O zusammenfällt. Die bogenförmigen äußeren Um fangsoberflächen der bogenförmigen Elemente 13 werden damit beim Zusammenbau in enge und glatt abschließende Berührung mit den am Innenumfang angeordneten Nuten 3, 4 der äußeren Hülse A gebracht. Die ebenen Elemente 12 so wie die bogenförmigen Elemente 13 erstrecken sich in Längsrichtung von dem kreisförmigen Basisteil 14 der ein stückigen Anordnung. Die aufeinander zu gerichteten Innenoberflächen der ebenen Elemente 12 wirken mit den entsprechenden Innenoberflächen der bogenförmigen Elemen te 13 zusammen, um einen im wesentlichen rechtwinkligen Raum oder eine Bohrung 11 zu umgrenzen, in die die Keil- oder Schiebewelle 24 verschiebbar eingesetzt ist. Die Nu ten 15 und 16 für die lasttragenden Kugeln sind an den Begrenzungsbereichen zwischen den ebenen Teilen 12 und den bogenförmigen Teilen 13 angeordnet. Jede Nut 15 und 16 weist einen dem Krümmungsradius der Kugel C entspre chenden Krümmungsradius auf und ist mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz mit einer Breite ver sehen, die kleiner ist als der Durchmesser der Kugel C, so daß die lasttragende Kugel C ₂ daran gehindert ist, aus den Nuten 15 und 16 herauszufallen (siehe Fig. 2). Wie dies weiter oben beschrieben wurde, fallen die Krümmungs mittelpunkte O ₅ und O ₆ der Nuten 15 und 16 für die last tragenden Kugeln mit dem Krümmungsmittelpunkt O ₁ und O ₂ der Kugelrolloberflächen 7 und 8 zusammen, die in den am Innenumfang der äußeren Hülse A angeordneten Nuten 3 bzw. 4 ausgebildet sind.

Andererseits weist jedes Führungsteil B ₂ mit im wesentli chen T-förmigem Querschnitt eine herabhängende Trennwand 17 auf, die einstückig entlang der sich in Längsrichtung erstreckenden Mittellinie des äußeren Führungsteils aus gebildet ist, wobei die Trennwand von dem ebenen Plattenteil 12 um eine Strecke getrennt ist, die gleich der Wandstärke der äußeren Hülse A ist. Wenn daher die äußere Hülse A und die Käfighälften B zusammengebaut wer den, so befinden sich die herabhängenden Trennwände 17 auf den in Längsrichtung verlaufenden Mittellinien der am Außenumfang angeordneten Nuten 1, 2 und damit auf der ho rizontalen Linie X, die durch den axialen Mittelpunkt der äußeren Hülse hindurchläuft. An beiden Seiten jeder Trennwand 17 sind an einem Basisteil dieser Trennwand Nu ten 18 und 19 mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebil det, die die Rollbahnen für die lastfreien Kugeln C ₁ bil den, und zwar zusammen mit den Kugelrolloberflächen 5 bzw. 6, die in der äußeren Hülse A ausgebildet sind. Die Innenoberflächen der Nuten 18 und 19 sind selbstverständ lich ebenfalls mit einem Krümmungsradius ausgebildet, der im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der Kugel C ist. Die Krümmungsmittelpunkte O ₇und O ₈ der Nuten 18 und 19 für die lastfreien Kugeln fallen mit den Krümmungsra dien O ₃ und O ₄ der Kugelrolloberflächen 5 und 6 zusammen, die am Außenumfang der Hülse A angeordnet sind.

Wie dies weiter oben erwähnt wurde, werden die beiden einen identischen Aufbau aufweisenden Halter- oder Käfig hälften B von beiden Seiten der äußeren Hülse A aus in diese mit ihren Enden aneinander anstoßend eingesetzt, so daß sie an einem Mittelteil der äußeren Hülse A miteinan der verbunden werden können. Zu diesem Zweck sind an den gegenüberliegenden Enden der inneren Führungsteile B ₁und der äußeren Führungsteile B ₂ der Käfighälften B Ausricht- oder Eingriffsvorsprünge 20 abwechselnd mit Führungsboh rungen 21 ausgebildet, so daß die Vorsprünge 20 an einer Käfighälfte B mit den Bohrungen 21 der anderen Käfighälfte in Eingriff kommen können.

Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, sind in der Innenwand des zylindrischen Basisteils 14 jeder Käfighälfte B Rollrich tungs-Änderungsnuten 22 ausgebildet, die die Nuten 15 und 16 für die lasttragenden Kugeln mit den Nuten 18 bzw. 19 für die lastfreien Kugeln verbinden, so daß die Rollrich tung der Kugeln von der Zone der lasttragenden Kugeln C ₂ in Richtung auf die Zone der lastfreien Kugeln C ₁ oder umgekehrt geändert werden kann. Die Bezugsziffern 22 und 23 bezeichnen Zungen, die in der die Rollrichtung ändern den Nut 30 an der Seite der Zone der lasttragenden Kugeln angeordnet sind, um die lasttragenden Kugeln C ₂, die zur Zone der lastfreien Kugeln C ₁ überführt werden sollen, abzuheben und nach oben zu bewegen.

Es ist besonders aus den Fig. 2, 4 und 7 zu erkennen, daß in die von dem inneren Führungsteil B ₁ des Käfigs um grenzte Bohrung 11 eine Keil- oder Schiebewelle 24 einge setzt ist, die einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen mit dem der Bohrung 11 zusammen fällt. Die Schiebewelle 24 weist zumindest eine Länge auf, die ausreicht, damit alle in Längsrichtung verlau fenden Reihen von lasttragenden Kugeln C ₂ abrollen kön nen, und sie ist mit Wulstteilen 25 an jeder Ecke verse hen. Wie dies aus den Fig. 2 und 7 zu erkennen ist, sind an den gegenüberliegenden Seitenwänden der Wulstteile 25 Kugelrolloberflächen 26 und 27 ausgebildet, deren Krüm mungsradius im wesentlichen gleich dem Radius der Kugel C ist. Der Berührungswinkel zwischen diesen Kugelrollober flächen und der lasttragenden Kugel C ₂ ist ebenfalls in der Größenordnung von 45° ausgewählt.

Nachdem die beiden Käfighälften B von beiden Enden der Hülse A aus in diese entgegengesetzt eingesetzt wurden, werden Schrauben in Gewindebohrungen 28 durch Schraubenlöcher 29 eingeschraubt, die in den Endwänden der Käfighälften B ausgebildet sind. Nach dem Anziehen dieser Schrauben bildet die Schiebewellen-Baugruppe eine Anordnung mit einstückigem Aufbau und unbegrenzter Gleitbewegung. Wenn die Käfig hälften aus Kunststoff hergestellt sind, kann die in der Mitte liegende Verbindung des Käfigs mit Hilfe einer Kunststoffschweißtechnik ausgeführt werden, obwohl dies nicht näher erläutert ist.

Bei einer Bewegung der Schiebewelle 24 in Längsrichtung und einer Drehung dieser Schiebewelle in einer vorgegebe nen Richtung springen bei der vorstehend beschriebenen Kugelschiebelager- und Schiebewellen-Anordnung die in dem Käfig B angeordneten Kugeln C, d. h. die lasttragenden Kugeln C ₂, für eine Drehmomentübertragung teilweise durch die Schlitze vor, die in den genannten Nuten 15 bzw. 16 für die lasttragenden Kugeln ausgebildet sind, so daß sie in Rollberührung mit den Kugelrolloberflächen 26 und 27 in den Wulstteilen der Schiebewelle 24 und den Kugelroll oberflächen 7 und 8 der Hülse A kommen. Wenn die lasttra genden Kugeln C ₂ von den in die Nuten 15 und 16 für die lasttragenden Kugeln vorspringenden Zungen 23 abgehoben und nach oben bewegt werden, so daß sie in der Rollrich tung von dem linearen zum kreisförmigen Bahnabschnitt überführt werden, so führen die lasttragenden Kugeln C ₂ eine Rollbewegung auf den die Rollrichtung ändernden Nu ten 22 in den zylindrischen Basisteilen 14 des Käfigs aus, um zu den Nuten 18 und 19 für die lastfreien Kugeln in dem Käfig B überführt zu werden, wobei die Kugeln C ₂ entlastet werden. Auf diese Weise wird eine Bewegung der Kugeln C entlang der Nuten 15 und 16 für die lasttragen den Kugeln und entlang der Nuten 18 und 19 für die last freien Kugeln in einer geschlossenen Schleife hervorgeru fen, so daß die gleiche Kugel C zunächst als lasttragende Kugel C ₂ und dann als lastfreie Kugel C ₁ dient.

Claims

1. Kugelgelagerte Schiebewellenbaugruppe mit einer zylindrischen äußeren Hülse, die eine Anzahl von am Außenumfang angeordneten äußeren Nuten zur Füh rung lastfreier Kugeln und eine Anzahl von am Innen umfang angeordneten inneren Nuten zur Führung von lasttragenden Kugeln aufweist, wobei diese Nuten in Längsrichtung der äußeren bzw. inneren Wand der äußeren Hülse angeordnet sind und wobei die inneren Nuten an ihren beiden Seiten mit ersten sich in Längsrichtung erstreckenden Kugelrollober flächen versehen sind, während die äußeren Nuten an ihren beiden Seiten mit zweiten sich in Längs richtung erstreckenden Kugelrolloberflächen ver sehen sind, mit zwei Käfighälften, die äußere und innere Führungsteile einschließen, von denen die äußeren Führungsteile jeweils eine nach innen vor springende Trennwand und auf beiden Seiten der Trennwand angeordnete Nuten aufweisen, die mit der benachbarten der in der äußeren Nut ausgebildeten Kugelrolloberflächen zusammenwirken und die last freien Kugeln führen, während die inneren Führungs teile mit Nuten zur Führung der lasttragenden Ku geln versehen sind und mit den ersten Kugelroll oberflächen in den inneren Nuten der äußeren Hül se zusammenwirken, wobei die Führungsnuten für die lasttragenden Kugeln einen Längsschlitz auf weisen und wobei sich die äußeren und inneren Führungsteile in Längsrichtung von einem Basisteil der jeweiligen Käfighälfte aus mit einem gegen seitigen Abstand erstrecken und die beiden Käfig hälften miteinander Ende an Ende verbunden sind, um eine Käfigbaugruppe zu bilden, und mit einer Schiebewelle, die verschiebbar in eine durch die inneren Führungsteile umgrenzte Bohrung einge setzt ist und eine Vielzahl von längsverlaufen den Vorsprüngen aufweist, die eine Vielzahl von Kugelrolloberflächen für die lasttragenden Kugeln bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei innere Nuten (2, 4) und damit vier erste Kugelroll oberflächen (7, 8) vorgesehen sind, die jeweils ei nen Krümmungsmittelpunkt (O 1, O 2) aufweisen, der auf einer ersten Linie (X 1-Y 1) liegt, die unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad gegenüber einer Linie (X) geneigt ist, die durch die längsverlau fende Mittellinie jeder der äußeren Nuten (1, 2) und den axialen Mittelpunkt (O) der äußeren Hülse (A) hindurchläuft, daß die einander zugeordneten lastfreien und lasttragenden Kugeln (C 1, C 2) Mit telpunkte aufweisen, die jeweils auf einer zwei ten Linie (X 2-X 2) liegen, die die erste Linie (X 1, Y 1) unter einem Winkel von im wesentlichen 90 Grad schneidet, und daß der Berührungswinkel (α) jeder lasttragenden Kugel, der zwischen der Drucklinie der lasttragenden Kugel und der Linie (X) liegt, auf ungefähr 45 Grad eingestellt ist.

2. Schiebewellenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der am Au ßenumfang angeordneten Nuten (1, 2) zur Führung der lastfreien Kugeln (C 1) mit der benachbarten am Innenumfang liegenden Nut (3, 4) zur Führung der lasttragenden Kugeln (C 2) über eine die Rollrich tung ändernde Nut (22) verbunden ist, die in jedem Basisteil (14) der Käfighälften (B) ausgebildet ist.

3. Schiebewellenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß eine Kugel abhebeeinrichtung (23) zur gleichmäßigen Überführung der Kugeln zwischen der Nut (3, 4) zur Führung der lasttragenden Kugeln und der Nut (1, 2) zur Führung der lastfreien Kugeln am Ende jedes der Schlitze angeordnet ist.