DE3306280A1

DE3306280A1 - Waelzlager fuer laengsbewegungen

Info

Publication number: DE3306280A1
Application number: DE19833306280
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Neumann; Walter Reith; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1984-08-23
Also published as: GB2135400A; GB8404686D0; FR2541394A1; FR2541394B1; GB2135400B

Description

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SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 1983-01-25

^ DE 83 001 DE TPA.vh.tr

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager für Längsbewegungen, welches im Oberbegriff des Anspruches angegeben ist.

Ein Wälzlager für Längsbewegungen der genannten Art ist bekannt, welches in bestimmten einheitlichen Baugrößen mit hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar ist (DE-PS 25 57 351). Wenn ein Wälzlager mit größerer Tragfähigkeit als normal in ein Gehäuse mit vorgegebener Bohrung eingebaut werden soll, so muß dieses in einer Sonderfertigung mit unterschiedlichen Stützelementen und Käfigen ausgerüstet werden, damit dieses eine größere tragende Breite aufweist. Derartige, in Sonderanfertigung hergestellte Wälzlager sind aber relativ aufwendig und teuer. Herkömmlicherweise werden deshalb zwei oder mehr Wälzlager mit normalen Abmessungen nebeneinander auf die Welle und in das

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Gehäuse gesetzt, wenn größere Belastungen aufgenommen werden sollen (US-PS 40 05 913). Allerdings hat dann jedes der nebeneinander angeordneten Wälzlager ein relativ kurzes Stützelement für die lastübertragenden Wälzkörper, wobei zwischen den beiden Stützelementen zwei Endringe in der Bohrung des Gehäuses unterzubringen sind. Eine derartige Anordnung von Wälzlagern normaler Abmessungen benötigt deshalb einen verhältnismäßig großen Bauraum in axialer Richtung.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager für Längsbewegungen der genannten Art zu schaffen, welches weitgehend mit einheitlichen Bauelementen herstellbar ist, obwohl dieses bei gleichbleibendem Durchmesser in seiner Tragfähigkeit bzw. seiner tragenden Breite verändert und somit den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalles angepaßt werden kann.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß das Wälzlager für Längsbewegungen aus in einer Massenfertigung wirtschaftlich herstellbaren, einheitlichen Bauelementen besteht. Zum Erzielen einer unterschiedlichen Tragfähigkeit des Wälzlagers gegenüber dem Wälzlager normaler Breite muß nur noch ein Käfig in unterschiedlichen Breiten angefertigt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 hat zur Folge, daß die Käfighälften in einer einfachen Spritzgießform mit Radial- und/oder Axialschiebern aus Kunststoff wirtschaftlich her-

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gestellt werden können. Dabei bewirkt die zusätzliche Aus gestaltung nach Anspruch 3, daß für sämtliche Wälzlager eines bestimmten Außendurchmessers ein und dieselbe Käfig hälfte Verwendung finden kann, die mit der zugehörigen zweiten Käfighälfte der gleichen oder einer entsprechend größeren Breite durch Schweißen oder Kleben fest verbunden ist.

Mit der Gestaltung nach Anspruch 4 wird der Vorteil erzielt, daß die Einzelabschnitte als Rohrabschnitte aus Stahl oder dgl. in einer wirtschaftlichen Massenfertigung gehärtet und fertiggeschliffen werden können.

Die abgeänderte Gestaltung der Einzelabschnitte nach Anspruch 5 bewirkt, daß jede einzelne Reihe von lastübertragenden Wälzkörpern auf einer bzw. auf mehreren in Längsrichtung nebeneinander im Käfig eingebauten Platten radial nach außen abgestützt ist. Falls diese Platten in Längsrichtung abgeschrägte Enden aufweisen und somit in der Bohrung des Gehäuses in Längsrichtung kippbeweglich abgestützt sind, werden die lastübertragenden Kugeln jeder Reihe auch dann gleichmäßig belastet, wenn die Welle infolge Wellenbiegung oder dgl. relativ zur Bohrung des Gehäuses etwas schief gestellt ist.

Das erfindungsgemäße Wälzlager für Längsbewegungen wird in der nachfolgenden Beschreibung zweier Aus führungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie C-C durch das in Fig. 2 dargestellte, in ein Gehäuse eingebaute Wälzlager für Längsbewegungen mit ver

größerter (doppelter) Tragfähigkeit,

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Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B durch

das in Fig. 1 dargestellte, in ein Gehäuse eingebaute Wälzlager,

Fig. 3 eine teilweise Draufsicht auf das in Fig. 1 und 2 dargestellte Wälzlager (ohne Gehäuse),

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Käfig des in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Wälzlagers,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Käfig für ein dem

in den Figuren 1 bis 3 angegebenen Wälzlager entsprechendes Wälzlager mit ein und demselben

Durchmesser, jedoch mit normaler (einfacher) Tragfähigkei t,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein abgeändertes Wälzlager für Längsbewegungen mit vergrößerter (doppelter) Tragfähigkeit,

Fig. 7 eine teilweise Draufsicht auf das in Fig. 6 dargestellte Wälzlager und

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie E-E durch das in Fig. 7 dargestellte Wälzlager.

Mit 1 ist in Fig. 1 und 2 ein Gehäuse bezeichnet und mit 2 ein in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 festgesetztes, in seiner Tragfähigkeit vergrößertes (.verdoppeltes) Wälzlager für Längsbewegungen. Das Wälzlager 2 umgibt die längsbewegliche zylindrische Welle 3, welehe in Fig. I und 2 strichpunktiert eingezeichnet ist.

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Das Wälzlager 2 besitzt einen hülsenförmigen Käfig 4 aus Kunststoff, in dem mehrere, am Umfang angeordnete, radial durchgehende, längsverlaufende Führungsschiitze eingearbeitet sind (Fig. 4). Jeder Führungsschiitz 5 ist zur Aufnahme einer endlos geschlossenen Reihe von kugeligen Wälzkörpern 6 an seinen beiden 1ängsseitigen Enden mit je einer halbkreisförmigen Umlenkbahn 7 und einer diese beiden Umlenkbahnen 7 miteinander verbindenden Rückführungsbahn 8 versehen.

Die Führungsschlitze 5 des Käfigs 4 sind durch ein Stützelement im Gehäuse 1 nach außen abgedeckt. Das Stützelement besteht aus zwei einheitlich ausgebildeten, in Längsrichtung unmittelbar nebeneinander angeordneten ringförmigen Einzelabschnitten 9, welche auf der zylindrischen Mantelfläche 10 des Käfigs 4 festgesetzt sind.

Die lastübertragenden Wälzkörper 6 sind in den Führungsschlitzen 5 des Käfigs 4 in Längsrichtung geführt und laufen zwischen der zylindrischen Laufbahn 11 in der Bohrung des betreffenden Einzelabschnittes 9 und der zylindrischen Mantelfläche der Welle 3. An beiden Enden des Käfigs 4 ist je ein Endring 12 auf die Mantelfläche 10 des Käfigs 4 gesetzt und durch Kleben auf dem Käfig 4 befestigt. Mit ihrer axial nach innen weisenden Stirnfläche 13 berühren diese beiden Endringe 12 die gegenüberliegende Stirnfläche des betreffenden Einzelabschnittes 9 und halten diese auf dem Käfig 4 seitlich fest (Fig. 3).

Aus der Darstellung in Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Käfig 4 aus zwei, in einer Querebene B-B geteilte Käfighälften 14,15 besteht. Diese beiden Käfighälften

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14,15 sind an ihrer, in der Querebene B-B liegenden Stoßfuge durch Ultraschallschweißen fest miteinander verbunden. Im vorliegenden Fall verläuft die Querebene B-B durch die Mitte des Einzelabschnittes 9, der am in der Zeichnung in Fig. 1 linken längsseitigen Ende des Käfigs 4 eingebaut ist.

Der Käfig 4 setzt sich aus einer schmalen Käfighälfte 14 und einer breiten Käfighälfte 15 zusammen, so daß dieser eine relativ große axiale Breite aufweist. Die nebeneinander angeordneten Einzelabschnitte 9 des Wälz-' lagers 2 haben eine große zusammengesetzte tragende Breite A (Fig. 1), so daß das Wälzlager 2 gegenüber einem Wälzlager mit nur einem Einzelabschnitt 9 die doppelte Tragfähigkeit aufweist.

Zum Herstellen eines Wälzlagers (nicht gezeigt) mit ein und demselben Durchmesser wie das Wälzlager 2, jedoch mit normaler (einfacher) Tragfähigkeit wird nur ein einziger Einzelabschnitt 9 auf einen relativ schmalen Käfig 16 (Fig. 5) axial aufgeschoben und zwischen den Endringen 12 mittig festgehalten. Die Breite der in Fig. 5 gezeigten linken Käfighälfte 14 ist genau so groß wie die Breite der rechten Käfighälfte 17. Beide Käfighälften 14,17 sind in der in der Querebene D-D liegenden gegenseitigen Stoßfuge miteinander verschweißt, die mitten 5 durch das Wälzlager mit normaler Tragfähigkeit hindurchgeht. In dieses Wälzlager werden übrigens Wälzkörper 6 und Endringe 12 derselben Abmessungen wie für das in Figur 1, 2 und 3 dargestellte Wälzlager 2 mit vergrößerter Tragfähigkeit eingebaut.

In den Figuren 6,7 und 8 ist ein abgeändertes Wälzlager mit vergrößerter Tragfähigkeit dargestellt, welches ähnlich wie das in Fig. 1,2 und 3 gezeigte Wälzlager 2 aufgebaut ist, jedoch einen einteiligen (nicht-geschweißten) hülsenförmigen Käfig 19 besitzt.

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Der Käfig 19 ist in der Bohrung eines Gehäuses (nicht gezeigt) festgesetzt und umgibt die Welle 3 (siehe strichpunktierte Darstellung in Fig. 6 und 8. Er besitzt an seinem Umfang angeordnete, längsverlaufende Führungsschlitze 5, die an ihren beiden Enden mit je einer halbkreisförmigen Umlenkbahn 7 und einer diese beiden Umlenkbahnen 7 miteinander verbindenden, im Querschnitt kreisförmigen Rückführungsbahn 8 versehen sind. In jedem Führungsschlitz 5 sind die lastübertragenden kugeligen Wälzkörper 6 einer endlos geschlossenen Reihe von unmittelbar hintereinander angeordneten Wälzkörpern 6 in Längsrichtung ge führ t.

Jeder Führungsschiitz 5 ist durch zwei einheitlich ausgebildete, in Längsrichtung unmittelbar nebeneinander angeordnete Einzelabschnitte nach außen abgedeckt, die im vorliegenden Fall als längsverlaufende Platten 20 ausgebildet sind. Diese Platten 20 werden durch axiales ^v Einschieben in den Käfig 19 ähnlich einer Feder-Nut-Verbindung in den stufenförmig abgesetzten Führungsschiitz des Käfigs 19 nebeneinander eingebaut und radial festgehalten (siehe Querschnitt 21 der Platten 20 in Fig. 7 und 8).

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lassen sich konstruktiv abändern. Zum Beispiel kann der hülsenförmige Käfig anstelle mehrerer Führungsschlitze lediglich einen radial durchgehenden Führungsschi itζ für die lastübertragenden Wälzkörper besitzen, der durch einen oder mehrere in der Bohrung des Gehäuses abgestützte, unmittelbar nebeneinander angeordnete Einzelabschnitte nach außen abgedeckt ist.

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Außerdem braucht der Führungsschlitz des Käfigs an seinen beiden Enden nicht mit je einer halbkreisförmigen Umlenkbahn und einer die beiden Umlenkbahnen miteinander verbindende Rückführüngsbahn versehen zu sein. Vielmehr kann dieser, wenn im Betrieb nur kleine axiale Hin- und Herbewegungen zwischen Welle und Gehäuse erfolgen, begrenzt sein, so daß die lastübertragenden Wälzkörper nur bis zum längsseitigen Ende jedes Führungsschlitzes laufen können. Die lastübertragenden Wälzkörper müssen dann entsprechend der Größe der Hin- und Herbewegung mit einem genügend großen Axialspiel an den Enden des Führungsschlitzes eingebaut sein. Gegebenenfalls kann eine auf Druck beanspruchte, in Längssrichtung nachgiebige Feder zwischen jedem Ende des Führungsschlitzes und den lastübertragenden Wälzkörpern im Käfig eingebaut sein.

Claims

Pa tentansprüche

Wälzlager für Längsbewegungen auf einer Welle, bestehend aus einem die Welle umgebenden Käfig mit mindestens einem längsverlaufenden Führungsschiitz für die in Reihe hintereinander eingebauten Wälzkörper, einem den oder die Führungsschlitze nach außen abdeckenden, in der Bohrung eines Gehäuses abgestützten Stützelement und zwischen längsgerichteten Laufbahnen von Stützelement und Welle laufenden lastübertragenden Wälzkörpern sowie einem an jedem der beiden Enden des Käfigs befestigten, das Stützelement auf dem Käfig seitlich festhaltenden Endring, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement zum Verändern der Tragfähigkeit des Wälzlagers (2,18) ein und desselben Durchmessers wahlweise aus einer oder aus mehreren einheitlich ausgebildeten, in Längsrichtung unmittelbar nebeneinander angeordneten Einzelabschnitten (9,20) besteht, die bei einheitlicher Ausbildung der zugehörigen Wälzkörper (6) und Endringe (12) auf einen Käfig (4,19) mit entsprechender Breite gesetzt sind.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (4,19) aus zwei in einer Querebene (B-B, C-C) geteilte, in der gegenseitigen Stoßfuge dieser Querebene durch Schweißen oder dgl. miteinander verbundene Käfighälften (14,15,17) zusammengesetzt ist.
3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querebene (B-B, C-C) der Stoßfuge der beiden Käfighälften (14,15,17) durch die Mitte eines an einem der beiden Enden des Käfigs (4) eingebauten Einzelabschnittes (9,20) verläuft.
4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Einzelabschnitte (9) ringförmig ausgebildet und auf einer Mantelfläche (10) des Käfigs (4) festgesetzt ist (sind).
5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Einzelabschnitte als längsverlaufende Platte(n) (20) ausgebildet und in dem bzw. den Führungsschlitzen (5) des Käfigs (19) eingebaut ist (sind).