DE3512711C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager in Form einer Dreh- oder Linearführung, bei dem die Wälzkörper sich an in Führungsrichtung mit gleichbleibendem Abstand voneinander erstreckenden Laufbahnen abwälzen, die von Laufdrähten in Form von je in einem Laufdrahtbett liegenden Laufringen bzw. Laufstäben gebildet sind, welche in Lagernuten angeordnet sind, die beidseits der Lagerteilung in den zwei durch das Lager gegeneinander abgestützten und die umschließende Konstruktion des Lagers bildenden Konstruktionskörpern vorgesehen sind, und wobei in den Lagernuten zwischen der Nutwandung und den Laufdrähten sich entlang den Laufdrähten erstreckende Futterleisten eingelegt sind, deren den Laufdrähten zugewandte Innenseite die formidentisch mit den Laufdrähten gearbeiteten Laufdrahtbetten und deren der Nutwand zugewandte Außenseite Anschlagflächen aufweist, die formschlüssig an der Nutwandung vorgesehenen Gegenflächen anliegen, welche die Futterleiste in zwei zur Führungsrichtung und zueinander senkrechten Richtungen, nämlich im wesentlichen quer und längs zur Lagerteilung, abstützen.

Wälzlager dieser Art sind aus der DE-OS 19 62 776 bekannt. Bei diesen bekannten Wälzlagern stoßen die in jeder Lagernut liegenden beiden Laufdrähte unmittelbar oder über einen zwischengesetzten Abstandhalter aneinander und sind durch je eine Futterleiste gegeneinander verpreßt, um ein dichtes Berühren der aneinander anliegenden Flächen der Laufdrähte bzw. des Abstandhalters zu gewährleisten. Jede Futterleiste bildet also zwei Laufdrahtbetten, je eines für die durch sie miteinander verpreßten beiden Laufdrähte. Im Ergebnis ist der Abstand beider Laufdrähte gegeneinander unveränderlich festgelegt und eine nachträgliche Einstellung oder Nachstellung des Lagerspiels und/oder der Lagervorspannung in keiner Weise möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gegenseitige Abstandsänderung der Laufdrähte zur Einstellung des Lagerspiels und der Lagervorspannung möglich ist, zumindest in der Lagernut des zu diesem Zweck dort geteilt ausgebildeten Konstruktionskörpers.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die jeweils nur ein einziges Laufdrahtbett aufweisenden Futterleisten in den Lagernuten paarweise mit Abstand voneinander angeordnet und jeweils für sich in den Lagernuten abgestützt sind, sowie durch änderbaren Abstand voneinander eine gegenseitige Annäherung ermöglichen.

Die Möglichkeit der gegenseitigen Abstandsänderung der Laufdrähte vereinfacht die Einstellung des Lagerspiels bzw. der Lagervorspannung sowie die Herstellung und den Einbau des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Die Futterleisten werden wie die Laufdrähte, die Wälzkörper und der Wälzkörperkäfig vom Lagerhersteller gefertigt und gehören zu dem beim Lagerhersteller als Einbauelement fertig vormontiert bezogenen Wälzlager, für dessen Einbau der Kunde nur noch die Lagernuten mit den auch für ihn leicht in der vorgeschriebenen Genauigkeit herstellbaren Gegenflächen zu fertigen braucht. Die im Abstand voneinander unabhängig einstellbaren Futterleisten mit ihrem den Laufdrähten exakt angepaßten Laufdrahtbett nehmen die Lagerkräfte vom Laufdraht ohne Formänderungen auf und übertragen sie über die Anschlagflächen mit niedriger Flächenpressung auf die das Lager umschließende Konstruktion, so daß Maßnahmen zur Setzanpassung und Oberflächenverdichtung entbehrlich werden. Durch die Behebung der kritischen Setzverhältnisse zwischen dem harten Laufdraht und der im Werkstoff weicheren Umgebungskonstruktion wird die mit dem Betrieb des Wälzlagers verbundene Spielentstehung und die mit der Betriebsdauer verbundene Spielzunahme wesentlich, in einer Versuchsausführung beispielsweise auf ein viertel und weniger verringert und insbes. die sog. Frühspielzunahme zu Betriebsanfang entscheidend verbessert. Umgekehrt kann ein erfindungsgemäßes Wälzlager mit gleichem Betriebsverhalten wie ein Wälzlager ohne Futterleisten geringer vorgespannt werden und somit geringeren Drehwiderstand besitzen. Gleichzeitig kann über den Grad der Vorspannung auch die Transmissionsstabilität, d. h. das Kraftübertragungsverhalten der lose in ihren Betten liegenden Laufdrähte auf die das Wälzlager umschließende Konstruktion durch die einstellbaren Futterleisten wesentlich verbessert werden. Die Futterleisten erhöhen mit ihren sich geometrisch korrekt an die Laufdrähte anschmiegenden und zu diesen ein Berührungsoptimum darstellenden Laufdrahtbetten einerseits und mit ihren die eingeleiteten Kräfte nach außen breiter verteilt übertragenden, eine wesentlich günstigere Flächenverteilung mit entsprechend niedriger Flächenpressung ergebenden Anschlagflächen andererseits die Gestaltfestigkeit und Geometriebeständigkeit des Laufdraht-Lagersystems mit dem Ergebnis höherer Tragfähigkeit und Umlaufgeschwindigkeit und geringen Verschleißes.

Vorzugsweise sind die in den Lagernuten paarweise angeordneten Futterleisten in Abstandsrichtung miteinander verbunden, wobei die Verbindung der Futterleisten in der Abstandsrichtung zumindest im Sinne einer gegenseitigen Annäherung der Futterleisten nachgiebig ausgebildet ist. Die paarweise Verbindung der Futterleisten erleichtert die Vor- und Endmontage des Lagers. Denn die beiden miteinander verbundenen Futterleisten bilden jeweils gemeinsam ein Konstruktionsteil des Lagersystems, das geeignet ist, ein als Einbauelement vormontiertes Lager auf einfache Weise bis zum endgültigen Einbau in die Lagernuten zusammen zu halten, so daß das Lager einschließlich der Futterleisten seitens des Lagerherstellers fertig vormontiert werden kann und das so als Einbauelement bezogene Lager kundenseitig nur noch in die Lagernuten eingefügt und bezüglich des Lagerspiels und der Lagervorspannung eingestellt zu werden braucht. Diese Möglichkeit, das Lager fertig vormontiert liefern zu können, ist auch dann von besonderer Bedeutung, wenn etwa bei großen Drehlagerdurchmessern die Laufringe umfangsmäßig aus mehreren Segmenten zusammengesetzt werden müssen, die herstellerseitig in ihrer umfangsmäßigen Aufeinanderfolge genau aufeinander abgestimmt sind, so daß diese Aufeinanderfolge auch bei der Endmontage und beim Einbau des Wälzlagers durch den Kunden genau erhalten bleiben muß.

Die nachgiebige Verbindung der Futterleisten kann als Verhakung ausgebildet sein, die für die Leisten in Abstandsrichtung eine gegenseitige Führung bildet, in welcher der Abstand zwischen den beiden Futterleisten begrenzt, ihre gegenseitige Annäherung aber möglich ist. Vorzugsweise aber bilden die beiden miteinander verbundenen Futterleisten ein einstückiges Leistenprofil, wobei der elastisch nachgiebige Verbindungsbereich zwischen den Futterleisten als Falte im Leistenprofil ausgebildet ist. Dabei kann die Falte auf ihrer konkaven Innenseite eine Nut zur Aufnahme des Wälzkörperkäfigs, bzw. seines Randbereiches, bilden. Um den elastisch nachgiebigen Verbindungsbereich des Leistenprofils bezüglich seiner Verformungsfähigkeit nach Wunsch zu beeinflussen, können im nachgiebigen Verbindungsbereich zwischen den Futterleisten Werkstoffaussparungen, wie Fenster od. dgl., vorgesehen sein, die die Formsteifigkeit des Leistenprofils schwächen.

Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Wälzlager als Drehführung mit radialer Lagerteilung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Wälzlager als Drehführung mit axialer Lagerteilung,

Fig. 3 einen in der Darstellung vergrößerten Aus­ schnitt aus der Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Drehlagers nach den Fig. 1 und 3,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 5.

Die in der Zeichnung dargestellten Wälzlager sind Drahtkugellager in Form von Drehverbindungen mit der bei 1 angedeuteten Drehachse. Die zwei durch das Lager gegeneinander abgestützten und die um­ schließende Konstruktion des Lagers bildenden Kon­ struktionskörper 2 sind der Einfachheit wegen ledig­ lich als Lagerflansche dargestellt, von welchen mindestens jeweils einer bei 2′ geteilt ist, so daß mit seiner Hilfe in üblicher, hier nicht weiter zu beschreiben­ der Weise das Lagerspiel und die Lagervorspannung eingestellt werden können. Die Lagerteilung ist in den Fig. 1, 3, 5 und 6 radial, in den Fig. 2 und 4 axial. In allen Fällen sind die Wälzlager 3 als Kugeln dargestellt, jedoch kann das Lager selbst­ verständlich auch mit Rollen als Wälz­ körper verwirklicht werden. In allen Fällen aber wäl­ zen sich die Wälzkörper an in Führungsrichtung des Lagers mit gleichbleibendem Abstand voneinander er­ streckenden Laufbahnen 4 ab, wobei bei den in der Zeichnung allein dargestellten Drehlagern die Füh­ rungsrichtung jeweils tangential zum Wälzkörper­ kreis gerichtet ist. Die Laufbahnen 4 sind von Lauf­ drähten 5 in Form von je in einem Laufdrahtbett 6 liegenden Laufringen gebildet, die in Umfangsrichtung an mindestens einer Stelle offen sind und dort unter Bildung eines schmalen Spaltes aneinanderstoßen. Die Laufdrähte 5 sind in Lagernuten 7, 7′ angeordnet, die beidseits der Lagerteilung in den beiden Kon­ struktionskörpern 2 vorgesehen sind. In den Lager­ nuten 7, 7′ ist zwischen der Nutwandung und den Lauf­ drähten 5 je eine sich entlang dem Laufdraht 5 er­ streckende Futterleiste 8 eingelegt, die also in den Ausführungsbeispielen wie die Laufdrähte 5 jeweils einen Futterring bildet. Die dem Laufdraht 5 zuge­ wandte Innenseite der Futterleiste 8 bildet das den Laufdraht 5 aufnehmende Laufdrahtbett 6, das durch Kalibrieren formidentisch mit dem Laufdraht 5 an die Futterleiste 8 angearbeitet ist. Die der Nutwandung zugewandte Außenseite der Futterleiste 8 trägt An­ schlagflächen 9, 9′, die formschlüssig an der Nut­ wandung vorgesehenen Gegenflächen 10, 10′ anliegen, wobei die Anschlagflächen 9, 9′ und Gegenflächen 10, 10′ so zueinander angeordnet sind, daß sie die Fut­ terleiste 8 in zwei zur Führungsrichtung und zuein­ ander senkrechten Richtungen, nämlich im wesent­ lichen quer und längs zur Lagerteilung, also axial und radial abstützen. Die Anschlagflächen 9, 9′ und die ihnen zugeordneten Gegenflächen 10, 10′ sind so groß ausgeführt, daß die zwischen ihnen zu über­ tragenden Lagerkräfte nur eine Flächenpressung erzeu­ gen, die so gering ist, daß keine Werkstoffverdich­ tungen oder Deformationen in den aneinander lie­ genden Flächenbereichen stattfinden können. Die Ausbildung und Anordnung der Anschlagflächen 9, 9′ und der ihnen zugeordneten Gegenflächen 10, 10′ er­ folgt im einzelnen unter dem Gesichtspunkt, daß die Gegenflächen 10, 10′ an der Nutwandung hochgenau und dennoch in einfacher Weise gefertigt werden können, auch wenn, anders als in den Ausführungsbei­ spielen, die Konstruktionskörper 2 komplizierte, große und/oder schwere Maschinenteile, wie Gehäuse, Wellen u. dgl. sind. Das bedeutet, daß im all­ gemeinen die Anschlagflächen 9, 9′ und die Gegen­ flächen 10, 10′ in den in der Zeichnung dargestell­ ten Querschnitten senkrecht zur Führungsrichtung jeweils gerade verlaufen. In den Lagernuten 7, 7′ sind die Führungsleisten 8 jeweils paarweise ange­ ordnet und bilden gemeinsam eine Vierpunktabstützung der Wälzkörper 3. Unter diesen Umständen sind an jeder Futterleiste 8 mindestens zwei Anschlagflächen 9, 9′ vorgesehen, die senkrecht zueinander stehen und von deren Gegenflächen 10, 10′ sich die eine am Boden, die andere an der Seitenwand der Lagernut 7, 7′ befindet. Die Anschlagflächen 9, 9′ an jeder Futter­ leiste 8 grenzen auch nicht unmittelbar aneinander. Vielmehr verlaufen die Futterleisten 8 zwischen ihren Anschlagflächen 9, 9′ in freiem Abstand von der Nut­ wandung, liegen also jeweils bei 11 hohl, so daß das Profil der Lagernuten 7, 7′, von den Gegenflächen 10, 10′ an der Nutwandung abgesehen, keineswegs mit dem Außenprofil der Futterleisten 8 übereinstimmen muß. In jedem Fall aber bilden, wiederum im Quer­ schnitt senkrecht zur Führungsrichtung, also in den dargestellten Drehlagern tangential zum Wälzkörper­ kreis gesehen, die Futterleisten 8 eine freitragen­ de und durch die zwischen dem Laufdraht 5 und der Nutwandung zu übertragenden Lagerkräfte unverform­ bare starre Schale mit dem Laufdrahtbett 6 als Scha­ leninnenseite. Im Ergebnis sind Verformungen des Laufdrahtbettes 6 unter der Wirkung der Lagerkräfte auch im Falle von bei 11 hohl liegenden Futterleisten 8 nicht zu befürchten.

Bei Geradführungen sind die Futterleisten 8 gerade Futterstäbe und die Anschlagflächen 9′ verlaufen in zueinander senkrechten Ebenen. Bei den in der Zeich­ nung dargestellten Drehführungen verläuft dagegen die eine Anschlagfläche 9 in einer zur Drehachse 1 koaxialen Zylinderfläche, die andere Anschlagfläche 9′ in einer zur Drehachse 1 senkrechten Ebene. Im Fall der axialen Lagerteilung entsprechend Fig. 2 und 4 liegt die ebene Anschlagfläche 9′ am Boden und die zylindrische Anschlagfläche 9 an der Sei­ tenwand der Lagernuten 7, 7′ an. Im Fall radialer Lagerteilung nach den Fig. 1, 3, 5 und 6 liegt da­ gegen die zylindrische Anschlagfläche 9 am Boden und die ebene Anschlagfläche 9′ an der Seitenwand der Lagernuten 7, 7′.

In den Fig. 2 und 4 sind die Futterleisten 8 alle unabhängig getrennt voneinander. In den anderen Ausführungsbeispielen dagegen sind die in den La­ gernuten 7, 7′ jeweils paarweise liegenden Futter­ leisten 8 in Abstandsrichtung miteinander verbunden. Diese Verbindung der Futterleisten 8 in Abstands­ richtung zueinander ist nachgiebig ausgebildet, so daß der Abstand der jeweils miteinander verbundenen beiden Futterleisten 8 zum Zwecke der Spieleinstellung und der Einstellung der Lagervor­ spannung verändert werden kann. Diese nachgiebige Verbindung der Futterleisten 8 ist vor allem in der Lagernut 7′ desjenigen Konstruktionskörpers 2 vorge­ sehen, der eben zum Zweck der Spieleinstellung und der Einstellung der Vorspannung in der schon früher erwähnten Weise bei 2′ geteilt ausgeführt ist. Die nachgiebige Verbindung der Futterleisten kann als Verhakung ausgeführt sein, wie dies in Fig. 5 bei 12 angedeutet ist. Diese Verhakung 12 begrenzt zwar den Abstand zwischen beiden Futterleisten 8, er­ möglicht aber ihre gegenseitige Annäherung, wenn die Teile des Konstruktionskörpers 2 beidseits der Tei­ lung 2′ gegeneinander verspannt werden. Statt einer solchen Verhakung 12 können die beiden miteinander verbundenen Futterleisten 8 auch ein einstückiges Leistenprofil bilden, wie dies in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellt ist. Im einzelnen kann dabei der nach­ giebige Verbindungsbereich zwischen den Futterleisten 8 als Wölbung 13, wie in Fig. 3 gestrichelt angedeu­ tet, oder als Falte 14 im Leistenprofil ausgebildet sein. Diese Falte 14 kann wie in Fig. 5 nach innen zur Seite der Wälzkörper 3 hin oder, wie in Fig. 6, nach außen gewölbt sein, wobei sie im letzteren Fall mit ihrer konkaven Innenseite auch eine Nut 15 zur Aufnahme des Randbereiches des Wälzkörperkäfigs 16 bilden kann. In Fig. 5 ist im übrigen angedeutet, daß das Leistenprofil im nachgiebigen Verbindungs­ bereich zwischen den Futterleisten 8 mit Werkstoff­ aussparungen 17, wie Fenster od. dgl. versehen sein kann, um die Verformungssteifigkeit dieses Be­ reiches nach Wunsch zu beeinflussen. In allen Fällen ermöglicht die paarweise Verbindung der Futterleisten 8 eine komplette Vormontage des Wälzlagers, wobei die jeweils beidseits des Lagers miteinander verbun­ denen beiden Futterleisten 8 Profilringe 18 bilden, die das vormontierte Wälzlager mit allen seinen Bestandteilen, nämlich Laufdrähten 5, Wälzkörpern 3 und Wälzkörperkäfig 16, umschließen und zusammenhal­ ten, so daß das Lager nur noch in die bezüglich ihres Bodens und ihrer Seitenwände sehr genau herstellba­ ren Lagernuten 7, 7′ eingesetzt zu werden braucht.

Claims (6)

1. Wälzlager in Form einer Dreh- oder Linearführung. bei dem die Wälzkörper (3) sich an in Führungs­ richtung mit gleichbleibendem Abstand voneinan­ der erstreckenden Laufbahnen (4) abwälzen, die von Laufdrähten (5) in Form von je in einem Lauf­ drahtbett (6) liegenden Laufringen bzw. Laufstä­ ben gebildet sind, welche in Lagernuten (7, 7′) angeordnet sind, die beidseits der Lagerteilung in den zwei durch das Lager gegeneinander abge­ stützten und die umschließende Konstruktion des Lagers bildenden Konstruktionskörpern (2) vorge­ sehen sind, und wobei in den Lagernuten (7,7′) zwischen der Nutwandung und den Laufdrähten (5) sich entlang den Laufdrähten (5) erstreckende Futterleisten (8) eingelegt sind, deren den Lauf­ drähten (5) zugewandte Innenseite die formiden­ tisch mit den Laufdrähten (5) gearbeiteten Lauf­ drahtbetten (6) und deren der Nutwandung zuge­ wandte Außenseite Anschlagflächen (9, 9′) auf­ weist, die formschlüssig an der Nutwandung vor­ gesehenen Gegenflächen (10, 10′) anliegen, wel­ che die Futterleiste (8) in zwei zur Führungs­ richtung und zueinander senkrechten Richtungen, nämlich im wesentlichen quer und längs zur Lager­ teilung, abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils nur ein einziges Laufdrahtbett (6) aufweisenden Futterleisten (8) in den Lagernuten (7, 7′) paarweise mit Abstand voneinander ange­ ordnet und jeweils für sich in den Lagernuten (7, 7′) abgestützt sind sowie durch änderbaren Abstand voneinander eine gegenseitige Annäherung ermöglichen.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, wobei die in den La­ gernuten (7, 7′) paarweise angeordneten Futter­ leisten (8) in Abstandsrichtung miteinander ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindung der Futterleisten (8) in der Abstands­ richtung zumindest im Sinne einer gegenseitigen Annäherung der Futterleisten (8) nachgiebig aus­ gebildet ist.

3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Verbindung der Futterleisten (8) als Verhakung (12) ausgebildet ist, die für die Leisten (8) in Abstandsrichtung eine gegen­ seitige Führung bildet, in welcher der Abstand zwischen beiden Futterleisten (8) begrenzt, ihre gegenseitige Annäherung aber möglich ist.

4. Wälzlager nach Anspruch 2, wobei die beiden mit­ einander verbundenen Futterleisten (8) einschließ­ lich ihrer Verbindung ein einstückiges Leisten­ profil bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige Verbindungsbereich zwischen den Fut­ terleisten (8) als Falte (14) im Leistenprofil ausgebildet ist.

5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Falte (14) auf ihrer konkaven Innen­ seite eine Nut (15) zur Aufnahme des Wälzkörper­ käfiges (16) bildet.

6. Wälzlager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im nachgiebigen Verbindungsbereich zwischen den Futterleisten (8) Werkstoffausspa­ rungen (18), wie Fenster od. dgl., vorgesehen sind.