DE4438950A1

DE4438950A1 - Linear rolling bearing with two slidable components

Info

Publication number: DE4438950A1
Application number: DE19944438950
Authority: DE
Inventors: Juergen E Heyne; Matthias Dr Ing Wiemer; Thomas Dipl Ing Winkler
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-02

Abstract

The two components are slidable on each other and enclose a bearing cage with bearing balls. A cage path limiting stop, secured to one bearing component is arranged in the slide path of the cage. The stop comprises at least one protruding lug, engaging a cage recess extending in the sliding direction. Pref. the bearing is in the form of a flat cage guide, with both components contg. each ball tracks in parallel planes. The enclosed cage is also of flat type. The two components may be shafts, inserted into each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit zwei aneinander längs verschieblich gelagerten Bauteilen, zwischen welchen ein Wälzlager- Käfig und in dem Käfig geführte Wälzkörper angeordnet sind, und mit einem den Verschiebeweg des Käfigs begrenzenden Anschlagkörper, der an einem der beiden Bauteile befestigt ist.The invention relates to a linear roller bearing with two along each other slidably mounted components, between which a roller bearing Cage and rolling elements guided in the cage are arranged, and with a stop body limiting the displacement of the cage, the one of the two components is attached.

Da die Wälzkörper bei einem solchen Linearwälzlager nicht in endlosen Umlaufbahnen angeordnet sind, kann dieses Lager dort eingesetzt wer den, wo nur ein begrenzter Hub des einen Bauteils gegenüber dem ande ren Bauteil auftritt. Es wird beispielsweise als Flachkäfigführung oder als Drehmomenten-Verschiebelager ausgeführt. Während die von dem Käfig geführten Wälzkörper an dem feststehenden Bauteil abrollen, führt der zwischen den Bauteilen befindliche Käfig genau die Hälfte der Hubbewegung des bewegten Bauteils aus.Because the rolling elements in such a linear roller bearing are not endless Orbits are arranged, this camp can be used there who where only a limited stroke of one component compared to the other ren component occurs. It is used, for example, as a flat cage guide or designed as a torque sliding bearing. While that of the Roll the cage-guided rolling elements on the stationary component, the cage between the components leads exactly half the lifting movement of the moving component.

Aus der US-PS 33 53 876 ist ein Lager der eingangs genannten Art bekannt, welches an dem Prägestempel einer Stanzpresse eingesetzt ist. Der zwischen einer Außenhülse und einer Innenhülse angeordnete Käfig kann sich hier in beiden Verschieberichtungen jeweils soweit bewegen, bis er einen Anschlagring berührt, der in einer Umfangsnut der inneren Hülse eingesetzt ist. Ähnliche Linearlager, wie sie die DE-PS 12 67 479 und die DE-PS 42 08 786 zeigen, können bei Kupplungen für An triebsgelenke von Kraftfahrzeugen verwendet werden.From US-PS 33 53 876 is a camp of the type mentioned known, which is used on the stamp of a punch press. The cage arranged between an outer sleeve and an inner sleeve can move so far in both shift directions, until it touches a stop ring that is in a circumferential groove of the inner Sleeve is inserted. Similar linear bearings, such as the DE-PS 12 67 479 and DE-PS 42 08 786 show can in couplings for An drive joints of motor vehicles are used.

Die beiden Anschlagkörper des Linearlagers zur Hubbegrenzung des Käfigs sind erforderlich, weil im Betrieb, insbesondere bei oszillie rendem Kurzhub, Wälzkörper-Gleitungen auftreten können, die ein Käfig wandern zur Folgen haben. Ohne die Anschlagkörper würde sich der Käfig schließlich aus der Tragzone des Linearlagers herausbewegen. Für die beiden Anschlagkörper müssen jedoch Befestigungsmöglichkeiten in dem Lager geschaffen werden, wodurch sich eine kostenintensive Bearbeitung ergibt.The two stop bodies of the linear bearing to limit the stroke of the Cages are required because of the operation, especially at oszillie renden short stroke, rolling element slides can occur, the cage have consequences for hiking. Without the stopper, the cage would move finally move out of the bearing area of the linear bearing. For the However, two stop bodies must have mounting options in the Bearings are created, which results in costly machining results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Linearlager die Hubbegrenzung des Käfigs in den beiden Verschieberichtungen zu verein fachen und dadurch den Herstellungsaufwand des Lagers zu verringern.The invention has for its object in the linear bearing Stroke limitation of the cage in the two displacement directions fold and thereby reduce the manufacturing cost of the bearing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlag körper mindestens eine vorspringende Anschlagnase aufweist, die in eine in Verschieberichtung verlaufende Ausnehmung des Käfigs hinein ragt. Diese Ausbildung ermöglicht es, mit nur einem Anschlagkörper eine Hubbegrenzung des Käfigs in beiden Verschieberichtungen zu erhal ten. Der Käfig kann sich so lange bewegen, bis er mit dem entsprechen den Ende seiner in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmung die An schlagnase des Anschlagkörpers berührt. Es genügt also ein einziger Anschlagkörper und dessen Befestigung, um den Hub des Käfigs in beiden Richtungen zu begrenzen. Das erfindungsgemäße Lager ermöglicht es, Toleranzen in Axialrichtung auszugleichen, die durch seinen Einbau z. B. in einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges bedingt sind, wobei ein Gleiten der Wälzkörper auftritt.This object is achieved in that the stop body has at least one projecting stop nose, which in a recess in the cage running in the direction of displacement protrudes. This training makes it possible with only one stop body to obtain a stroke limitation of the cage in both directions of displacement The cage can move until it matches the one the end of its recess in the direction of displacement impact nose of the stop body touched. So just one is enough Stop body and its attachment to the stroke of the cage in both Limit directions. The bearing according to the invention enables Compensate for tolerances in the axial direction by its installation e.g. B. are caused in a drive shaft of a motor vehicle, wherein sliding of the rolling elements occurs.

Das Linearwälzlager kann als Flachkäfigführung ausgebildet sein, bei der die beiden aneinander gelagerten Bauteile jeweils in parallelen Ebenen angeordnete Wälzkörper-Laufbahnen aufweisen, wobei der zwischen den Bauteilen befindliche Wälzkörper-Käfig als ebener Käfig ausgebil det ist. Häufig sind aber die beiden aneinander gelagerten Bauteile als Wellen ausgeführt, wobei der Endbereich einer inneren Welle in eine äußere Hohlwelle eingesteckt und der zwischen diesen Wellen befindliche Wälzkörper-Käfig als kreiszylinderförmiger Käfig mit mehreren in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmungen ausgebildet ist. In diesem Fall kann der Anschlagkörper als kreisförmige Anschlag scheibe mit mehreren radial abstehenden Anschlagnasen ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, daß in jede der in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmungen des Käfigs eine Anschlagnase des einzigen Anschlagkörpers hineinragt. The linear roller bearing can be designed as a flat cage guide of the two components mounted on each other in parallel Have levels arranged rolling element raceways, the between the rolling element cage located in the components as a flat cage det. Frequently, however, are the two components that are attached to one another executed as waves, the end region of an inner wave in an outer hollow shaft inserted and between these shafts existing rolling element cage as a circular cylindrical cage with formed several recesses extending in the direction of displacement is. In this case, the stop body can be a circular stop disc formed with several radially projecting stop lugs his. This makes it possible that in each of the direction running recesses of the cage a stop lug of the only one Protruding body.

Statt einer Anschlagscheibe, die an dem in der Hohlwelle befindlichen Ende der inneren Welle stirnseitig anliegend befestigt sein kann, ist es auch möglich, den Anschlagkörper als kreisförmigen Anschlagring mit mehreren radial abstehenden Anschlagnasen und einem an einer Umfangs stelle befindlichen durchgehenden Umfangsschlitz auszubilden. In diesem Fall kann der Anschlagring geringfügig federnd aufgeweitet und anschließend in eine Umfangsnut der inneren Welle eingesetzt werden.Instead of a stop disc on the one located in the hollow shaft End of the inner shaft can be attached to the end face is it is also possible to use the stop body as a circular stop ring several radially projecting stop lugs and one on a circumference place continuous circumferential slot. In in this case, the stop ring can be slightly resiliently expanded and then be inserted into a circumferential groove of the inner shaft.

Die Wälzkörper des Linearwälzlagers können Kugeln sein, die mehrere zur Verschieberichtung parallele und in Umfangsrichtung der Wellen in Abständen voneinander angeordnete Kugelreihen bilden. Wenn dann als Wälzkörperlaufbahnen an der äußeren Oberfläche der inneren Welle und an der inneren Oberfläche der äußeren Hohlwelle jeweils Längsnuten ausgebildet sind, die im Querschnitt der Oberflächenkrümmung der Kugeln entsprechen, kann das Linearwälzlager auch zur Übertragung von Drehmomenten benutzt werden.The rolling elements of the linear roller bearing can be balls, several parallel to the direction of displacement and in the circumferential direction of the shafts in Form spaced rows of balls. If then as Rolling raceways on the outer surface of the inner shaft and longitudinal grooves on the inner surface of the outer hollow shaft are formed in the cross section of the surface curvature of the The linear roller bearing can also be used to transfer balls Torques can be used.

Für die Anschlagnasen können die in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmungen des Käfigs jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung hintereinander befindlichen Kugelreihen angeordnet sein. Diese Anord nung ermöglicht eine beliebige Wahl der Länge der Ausnehmungen, da sich im Bereich ihrer Längsachsen keine Kugeln befinden.For the stop lugs, those running in the direction of displacement Recesses of the cage between two in the circumferential direction rows of balls located one behind the other. This arrangement tion allows any choice of the length of the recesses, because there are no balls in the area of their longitudinal axes.

Die in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmungen des Käfigs können als durchgehende Schlitze ausgeführt sein. In diesem Fall können die Anschlagnasen der Anschlagscheibe oder des Anschlagringes durch die Schlitze des Käfigs hindurchragen. Es ist aber auch möglich, die in Verschieberichtung verlaufenden Ausnehmungen des Käfigs als einseitig offene Taschen auszuführen, wenn für die Dicke des Käfigs genügend Bauraum zur Verfügung steht.The recesses of the cage running in the direction of displacement can be designed as continuous slots. In this case, the Stop lugs of the stop disc or the stop ring through the Protrude slots in the cage. But it is also possible that the in Recesses extending cages as one-sided open pockets if sufficient for the thickness of the cage Space is available.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Linear lager; Fig. 1 a longitudinal section through an inventive linear bearing;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Lager gemäß Linie II-II der Fig. 1; Figure 2 shows a cross section through the bearing according to line II-II of Fig. 1.

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Lager gemäß Linie III-III der Fig. 1; Fig. 3 is a cross section through the bearing according to line III-III of Fig. 1;

Fig. 4 einen Anschlagscheibe mit radial abstehenden Anschlag nasen; Figure 4 noses a stop disc with a radially projecting stop.

Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht des Käfigs des Lagers nach Fig. 1; Fig. 5 is a partial side view of the cage of the bearing of Fig. 1;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemä ßes Linearlager; Fig. 6 shows a longitudinal section through a further inventive SLI linear bearing;

Fig. 7 einen Anschlagring mit radial abstehenden Anschlagna sen; Fig. 7 sen a stop ring with radially protruding Schlagna;

Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht des Käfigs des Lagers nach Fig. 6; Fig. 8 is a partial side view of the cage of the bearing of Fig. 6;

Fig. 9 eine als durchgehender Schlitz ausgeführte Ausnehmung des Käfigs, durch welche eine Anschlagnase des An schlagringes hindurchragt; Fig. 9 is designed as a continuous slot recess of the cage through which a stop lug of the impact ring protrudes;

Fig. 10 eine als einseitig geöffnete Tasche ausgeführte Aus nehmung eines Käfigs, in welche eine Anschlagnase des Anschlagringes hineinragt. Fig. 10 is designed as a one-sided open pocket from a cage into which a stop lug of the stop ring protrudes.

Gemäß Fig. 1 besteht ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager aus einer äußeren Hohlwelle 1, einer inneren Welle 2, die in die äußere Hohlwel le 1 teilweise axial eingesteckt ist und einem zwischen den Wellen angeordneten Käfig 3, in dem als Wälzkörper Kugeln 4 geführt sind. Die innere Oberfläche der äußeren Hohlwelle 1 weist Längsnuten 5 auf und die äußere Oberfläche der inneren Welle 2 weist Längsnuten 6 auf, die jeweils in ihrer Form an die Kugeln 4 angepaßt sind, also denselben Krümmungsradius haben. Zur Hubbegrenzung des Käfigs 3 ist an der innerhalb der äußeren Hohlwelle 1 befindlichen Stirnseite der inneren Welle 2 eine Anschlagscheibe 7 mit einer Schraube 8 befestigt. Die Anschlagscheibe 7 weist radial abstehende Anschlagnasen 9 auf, die in Schlitze 10 des Käfigs 3 hineinragen, wie aus Fig. 2 erkennbar ist. Aus Fig. 5 sieht man, daß der Käfig mehrere in Umfangsrichtung hin tereinander in Abständen angeordnete Reihen von Aufnahmeöffnungen 11 für Kugeln 4 aufweist. Die als Schlitze 10 ausgebildeten Ausnehmungen des Käfigs 3 sind entsprechend der Anordnung der Anschlagscheibe 7 an einem Längsende des Käfigs 3 angebracht, und zwar befindet sich je weils ein Schlitz 10 zwischen den axialen Verlängerungen zweier be nachbarter Reihen von Aufnahmeöffnungen 11. Der Schlitz 10 kann daher beliebig lang gewählt werden, ohne in den Bereich einer Aufnahmeöff nung 11 hineinzugelangen.Referring to FIG. 1, an inventive linear roller bearing of an outer hollow shaft 1, an inner shaft 2, the le in the outer Hohlwel 1 is partially axially inserted and disposed between the shafts cage 3 are performed as rolling balls 4 in the. The inner surface of the outer hollow shaft 1 has longitudinal grooves 5 and the outer surface of the inner shaft 2 has longitudinal grooves 6 , each of which is adapted in shape to the balls 4 , that is to say they have the same radius of curvature. In order to limit the stroke of the cage 3 , a stop disk 7 is fastened with a screw 8 to the end face of the inner shaft 2 located within the outer hollow shaft 1 . The stop disk 7 has radially projecting stop lugs 9 which protrude into the slots 10 of the cage 3 , as can be seen from FIG. 2. From Fig. 5 it can be seen that the cage has a plurality of rows of receiving openings 11 for balls 4 arranged at intervals in the circumferential direction. The formed as slots 10 recesses of the cage 3 are attached according to the arrangement of the stop washer 7 at a longitudinal end of the cage 3 , namely because there is a slot 10 between the axial extensions of two adjacent rows of receiving openings 11th The slot 10 can therefore be chosen to be of any length without entering the region of a receiving opening 11 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 der Zeichnung ist nicht eine Anschlagscheibe, sondern ein Anschlagring 12 als Mittel für die Hubbe grenzung des Käfigs 13 verwendet. Auch der Anschlagring 12 hat radial abstehende Anschlagnasen 9, die durch Schlitze 10 des Käfigs 13 hin durchragen. Jeder Anschlagring 12 weist einen Umfangsschlitz 14 auf, der es ermöglicht, den Anschlagring 12 geringfügig federnd aufzuwei ten, ihn über die innere Welle 2 zu schieben und in eine Umfangsnut der inneren Welle 2 einrasten zu lassen. Im übrigen ist diese Aus führung des Lagers genauso, wie in Fig. 1. Die Anordnung der An schlagnase 9 in dem Schlitz 10 des Käfigs 3 zeigt Fig. 9. Wenn der Käfig 3 in seiner Dicke größer ausgeführt werden kann, ist es möglich, dort einseitig geöffnete Taschen 15 statt der durchgehenden Schlitze anzubringen, wobei dann die Anschlagnasen 9 des Anschlagringes 12 sich jeweils innerhalb der Taschen 15 befinden.In the exemplary embodiment according to FIG. 6 of the drawing, not a stop disk, but a stop ring 12 is used as a means for limiting the stroke of the cage 13 . The stop ring 12 also has radially projecting stop lugs 9 which protrude through slots 10 in the cage 13 . Each stop ring 12 has a circumferential slot 14 , which makes it possible for the stop ring 12 to be slightly resilient, to slide it over the inner shaft 2 and to snap it into a circumferential groove of the inner shaft 2 . Otherwise, this implementation of the bearing is exactly the same as in FIG. 1. The arrangement of the stop lug 9 in the slot 10 of the cage 3 is shown in FIG. 9. If the cage 3 can be made thicker, it is possible to to install pockets 15 open there on one side instead of the continuous slots, in which case the stop lugs 9 of the stop ring 12 are each located within the pockets 15 .

Es ist auch möglich, an einem Anschlagring die Anschlagnasen 9 nicht radial nach außen abstehend, wie in Fig. 7 dargestellt, sondern radial nach innen abstehend auszubilden. Ein solcher Ring kann an der äußeren Hohlwelle 1 befestigt werden. Eine Befestigungsmöglichkeit sieht vor, daß der Ring in eine Umfangsnut der Hohlwelle 1 eingesetzt wird, die von deren innerer Oberfläche ausgeht. In diesem Fall wird der Anschlagring geringfügig federnd zusammengedrückt, was infolge seines Umfangsschlitzes 14 möglich ist. Anschließend wird er im zu sammengedrückten Zustand innerhalb der Hohlwelle 2 zu der Umfangsnut geführt, in die er dann einrastet.It is also possible to design the stop lugs 9 not projecting radially outwards on a stop ring, as shown in FIG. 7, but projecting radially inwards. Such a ring can be attached to the outer hollow shaft 1 . A mounting option provides that the ring is inserted into a circumferential groove of the hollow shaft 1 , which starts from the inner surface. In this case, the stop ring is compressed slightly resiliently, which is possible due to its circumferential slot 14 . It is then guided in the compressed state within the hollow shaft 2 to the circumferential groove, into which it then engages.

BezugszeichenlisteReference list

1 äußere Hohlwelle
2 innere Welle
3 Käfig
4 Kugel
5 Längsnut der äußeren Hohlwelle
6 Längsnut der inneren Welle
7 Anschlagscheibe
8 Schraube
9 Anschlagnase
10 Schlitz
11 Aufnahmeöffnung
12 Anschlagring
13 Käfig
14 Umfangsschlitz
15 Tasche 1 outer hollow shaft
2 inner shaft
3 cage
4 bullet
5 longitudinal groove of the outer hollow shaft
6 longitudinal groove of the inner shaft
7 stop disc
8 screw
9 stop lug
10 slot
11 receiving opening
12 stop ring
13 cage
14 circumferential slot
15 bag

Claims

1. Linear roller bearing with two longitudinally displaceably mounted components, between which a roller bearing cage and guided in the cage rolling elements are arranged, and with a displacement path of the cage limiting body which is attached to one of the two construction parts, characterized in that the Stop body has at least one projecting stop nose, which protrudes into a recess of the cage running in the direction of displacement.

2. Linear roller bearing according to claim 1, characterized in that it as Flat cage guide is formed, in which the two against each other stored components each arranged in parallel planes rolling elements have per-raceways and that located between the components che rolling element cage is designed as a flat cage.

3. Linear rolling bearing according to claim 1, characterized in that the two juxtaposed components are implemented as shafts, wherein the end portion of an inner shaft (2) inserted into an outer hollow shaft (1) and located between these waves rolling element cage as a circular cylindrical cage ( 3 , 13 ) is formed with a plurality of recesses extending in the displacement direction.

4. Linear roller bearing according to claim 3, characterized in that the stop body is designed as a circular stop disc ( 7 ) with a plurality of radially projecting stop lugs ( 9 ).

5. Linear roller bearing according to claim 3, characterized in that the stop body is designed as a circular stop ring ( 12 ) with a plurality of radially projecting stop lugs ( 9 ) and a continuous circumferential slot ( 14 ) located at one point.

6. Linear roller bearing according to claim 4, characterized in that the stop disc ( 7 ) at the end of the inner shaft ( 2 ) located in the hollow shaft ( 1 ) is fastened in an abutting manner.

7. Linear roller bearing according to claim 5, characterized in that the stop ring ( 12 ) is inserted in a circumferential groove of the outer hollow shaft ( 1 ) or the inner shaft ( 2 ).

8. Linear roller bearing according to claim 3, characterized in that the rolling elements are balls ( 4 ) which form a plurality of par alleles to the displacement direction and in the circumferential direction of the shafts ( 1 , 2 ) at intervals from one another arranged rows of balls.

9. Linear roller bearing according to claim 8, characterized in that as rolling element raceways on the outer surface of the inner shaft ( 2 ) and on the inner surface of the outer hollow shaft ( 1 ) each have longitudinal grooves ( 6 , 5 ) formed in the cross section of the surfaces correspond to the curvature of the balls ( 4 ).

10. Linear roller bearing according to claim 8, characterized in that the recesses of the cage ( 3 , 13 ) extending in the direction of displacement are each arranged between two rows of balls one behind the other in the circumferential direction.

11. Linear roller bearing according to claim 3, characterized in that the recesses of the cage ( 3 , 13 ) extending in the direction of displacement are designed as continuous slots ( 10 ).

12. Linear roller bearing according to claim 3, characterized in that the recesses of the cage ( 3 , 13 ) extending in the direction of displacement are designed as one-sided open pockets ( 15 ).