DE7726031U - Wälzlager für relative Linearbewegungen auf einer Welle - Google Patents

Description

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Schweinfurt, 10.08.1977 DT 77 0 25 DT FR:gw

Wälzlager für relative Linearbewegungen auf einer Welle

Die Neuerung betrifft ein Wälzlager für relative Linearbewegungen zwischen diesem und einem zylindrischen Maschinenelement, wie einer Welle, mit mehreren, auf dem Umfang eines mehrteiligen Ringkörpers verteilten, geschlossenen Kreisläufen von spulenförmigen Wälzkörpern, die eine konkav ausgebildete Rollfläche haben.

Aus der US-PS 3 606 499 ist beispielsweise ein derartiges Wälzlager bekannt, das aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist, die jeweils einen -geschlossenen Kreislauf von Wälzkörpern mit konkav ausgebildeten Rollflächen aufweisen. Die Wälzkörper besitzen beidseitig zylindrische Zapfen, mit denen diese jeweils in endlose Führungsnuten eingreifen. Bei einem derartig ausgebildeten Wälzlager ist jedoch ein ein-

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wandfreier Umlauf der Wälzkörper kaum gewährleistet, denn einerseits sind diese nicht eindeutig in einer senkrechten Stellung zur Laufrichtung geführt und andererseits können diese, aufgrund ihrer losen Anordnung zueinander, aneinanderstossen, was wiederum zu einem unerwünschten Geräusch führen kann.

Ferner ist aus der DT-OS 1 961 468 ein Wälzlager für relative Linearbewegungen bekannt, bei dem spulenförmige Wälzkörper verwendet sind, die seitliche halbtonnenförmige Zapfen aufweisen, mit denen diese in einem endlosen kettenartigen Band in gleichen Abständen zueinander gehalten werden. Abgesehen davon, dass eine Fuhrung der Wälzkörper mit einein derartigen Band relativ aufwendig ist, wird das Abrollen der Wälzkörper durch die Gleitreibung zwischen diesen und den einzelnen Kettengliedern des Bandes ungünstig beeinflusst.

Schliesslich ist aus der DT-AS 2 264 100 ein Wälzlager mit lediglich einem geschlossenen Kreislauf von zylindrischen Walzkörpern bekannt, das zwischen zwei parallelen Flächen einsetzbar ist, von denen die eine in bezug auf die andere linear verschiebbar ist. Bei diesem bekannten Wälzlager sind die Wälzkörper wiederum beidseitig mit zylindrischen Zapfen versehen, die jeweils in eine endlose Führungsnut eingreifen, wobei zwischen den Zapfen Distanzkugeln angeordnet sind, durch welche der bereits erwähnte Reibungswiderstand zwischen benachbarten Wälzkörpern verringert wird.

Hier setzt die Neuerung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Wälzlager für relative Linearbewegungen auf einer Welle der eingangs geschilderten Art derart weiterzubilden, dass ein reibungs- und geräuscharmer Umlauf der Wälzkörper innerhalb des Wälzlagers gewährleistet ist. Ferner soll sich das Wälzlager durch einen fertigungstechnisch günstigen Aufbau auszeichnen.

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_t«' Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Neuerung in ein-ΐ fächer Weise dadurch gelöst, dass zwischen den spulenförmigen Wälzkörpern tonnenförmige Führungsrollen schwimmend angeordnet sind, die mit den Rollflächen benachbarter Wälzkörper j in Linienberührung stehen. Zwischen den Wälzkörpern und den

Führungsrollen tritt somit lediglich nur eine Rollreibung auf, welche die Leichtgängigkeit des Wälzlagers begünstigt. Ferner bewirken die Führungsrollen, dass sich die Wälzkörper während ihres Umlaufs weder schrägstellen noch seitlich verlagern können, so dass eine exakte Führung der Wälzkörper innerhalb der sie aufnehmenden Führungsschlitze nicht erforderlich ist, was wiederum die Herstellungskosten des Walzlagers günstig beeinflusst.

In Ausgestaltung der Neuerung wird die schwimmende Anordnung der Führungsrollen in einfacher Weise dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen den Längsachsen benachbarter Wälzkörper kleiner ist als die Summe der Abstände zwischen diesen Längsachsen und der Längsachse einer Führungsrolle. Dabei können die Führungsrollen etwa die gleiche Länge wie die Wälzkörper, oder sie können etwa die gleiche Länge wie der Rollflächenabschnitt der Wälzkörper aufweisen.

Die tonnenförmigen Führungsrollen können vorteilhaft bei einem Wälzlager für relative Linearbewegungen verwendet werden, das einen mehrteiligen Ringkörper besitzt, welcher eine Aussenhülse und koaxial zu dieser eine Stützhülse aufweist, deren Innenfläche abschnittsweise als lineare Laufbahn zur Abstützung der belasteten und deren Aussenflache abschnittsweise als lineare Laufbahn für den Rücklauf der unbelasteten Wälzkörper dient, welche sich in diesem Bereich in Rückführungsnuten befinden, die in der Aussenhülse vorgesehen sind. Ein ähnlich ausgeführtes Wälzlager ist in der bereits genannten DT-OS 1 961 468 gezeigt. Gemäss der vorliegenden Neuerung wird dieses bekannte Wälzlager derart im

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Zusammenhang mit den tonnenförmigen Führungsrollen weitergebildet, dass im Kreisringraum zwischen dem zylindrischen Maschinenelement und der Stützhülse ein Käfig vorgesehen ist, der axial verlaufende Stege besitzt, zwischen welchen die Wälzkörper in Berührung mit dem zylindrischen Maschinenelement seitlich geführt sind, während die Endabschnitte des Käfigs als Abdeckringe ausgebildet sind, welche in ihrem Inneren halbkreisförmige Umlenkbahnen für die Wälzkörper aufweisen.

Ein derartiger Käfig lässt sich leicht herstellen, wobei es zweckmässig sein kann, diesen aus zwei symmetrischen ringförmigen Hälften zusammenzusetzen. Da die Wälzkörper durch die Führungsrollen in senkrechter Stellung zur Laufrichtung gehalten werden, übernehmen die axial verlaufenden Stege des Käfigs lediglich eine seitliche Führung der Wälzkörper. Damit die Wälzkörper und beispielsweise die gleichlangen Führungsrollen bei der Montage nicht radial nach innen herausfallen können, ist in weiterer Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, dass die Stege im Querschnitt segmental ausgebildet sind und an ihren innenliegenden Kanten axial verlaufende Leisten aufweisen, die teilweise unter die Wälzkörper greifen. Schliesslich ist es möglich, die Seitenflächen der axial verlaufenden Stege glatt auszubilden, und als Montagehilfe eine in die Bohrung des Käfigs gesteckte Montagehülse zu verwenden. Durch eine derartige Montagehülse wird verhindert, dass die Wälzkörper und Führungsrollen nicht radial nach innen aus dem Käfig herausfallen können. Diese Montagehülse wird beim Aufschieben des Wälzlagers auf eine Welle aus dem Käfig herausgeschoben und die Wälzkörper und Führungsrollen werden dann durch die Welle im Käfig gehalten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung; darin zeigt:

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Fig. 1 einen Querschnitt eines auf eine Welle aufgesteckten neuerungsgemassen Wälzlagers,

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der bei dem Wälzlager in Fig. 1 verwendeten Wälzkörper und Führungsrollen, wobei zwei verschiedene Formen der Führungsrollen gezeigt sind und

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Wälzkörper uad Führungsrollen.

Das gezeigte Wälzlager besteht aus einem mehrteiligen Ringkörper 1, der auf eine Welle 2 axial verschiebbar aufgesteckt ist. Der Ringkörper 1 hat mehrere, auf seinem Umfang gleichmässig verteilte geschlossene Kreisläufe 3, die durch spulenförmige Wälzkörper 4 und zwischen diesen angeordnete, jeweils tonnenförmige Führungsrollen 5 oder 5¹ gebildet sind. Der Ringkörper 1 ist dabei aus einer Aussenhülse 6 mit Rückführnuten 7, koaxial zu dieser einer Stützhülse 8 und einem Käfig 9 zusammengesetzt, der im Kreisringraum zwischen der Welle 2 und der Stützhülse 8 angeordnet ist. Der aus zwei symmetrischen Hälften zusammengesetzte Käfig 9 hat axial verlaufende Stege 10, 10', zwischen welchen die Wälzkörper 4 in Berührung mit der Welle 2 seitlich geführt sind, sowie als Abdeckringe 11, 11* ausgebildete Endabschnitte, welche halbkreisförmige Umlenkbahnen 12, 12* aufweisen. Die Stege 10, 10* des Käfigs 9 sind im Querschnitt im wesentlichen segmental ausgebildet und besitzen an ihren innenliegenden Kanten axial verlaufende Leisten 13 (13* nicht gezeigt), welche teilweise unter die Wälzkörper 4 greifen. Die als Abdeckringe 11, II¹ ausgebildeten Endabschnitte des

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Käfigs 9 besitzen jeweils einen umlaufenden Wulst 14, 14' (Fig. 2), mit dem diese in der Aussenhülse 6 befestigt sind. Es sind jedoch auch andere Befestigungsarten möglich, wie Kleben oder Schweissen (Ultraschall).

Die Wälzkörper 4 (Fig. 1 und 3) haben eine konkav ausgebildete Rollfläche 15, an die sich beidseitig Zapfen 16 und 17 anschliessen, deren ümfangsfläche entsprechend dem Innendurchmesser der Stützhülse 8 gekrümmt verläuft. Zwischen den Wälzkörpern 4 sind jeweils die Führungsrollen 5 oder 5* angeordnet, welche mit den Rollflächen 15 der benachbarten Wälzkörper 4 in Linienberührung stehen. In Fig. 3 sind die zwei verschieden Führungsrollen 5, 5' nebeneinander dargestellt, wobei jede Führungsrolle 5 etwa die gleiche Länge wie die Wälzkörper 4 und jede Führungsrollen 5* etwa die gleiche Länge wie der Rollflächenabschnitt der Wälzkörper 4 hat.

Die Führunnsro?len 5 bzw. 5¹ sind zwischen den Wälzkörpern 4 derart angeordnet, dass der Abstand zwischen den Längsachsen zweier benachbarter Wälzkörper 4 kleiner ist als die Summe der Abstände zwischen diesen Längsachsen und der Längsachse einer Führungsrolle 5 bzw. 5', was sus i'ig. 4 deutlich zu erkennen ist.

In Fig. 1 ist schliesslich eine in die Bohrung des. Käfigs 9 gesteckte Montagehülse 18 angedeutet, die ein Herausfallen der Wälzkörper 4 und der Führungsrollen 5 bzw. 5¹ im nicht eingebauten Zustand des Wälzlagers verhindern soll, falls die axialverlaufenden Stege 13 des Käfigs 9 nicht vorgesehen sind.

Die einzelnen geschlossenen Kreisläufe 3 für die Wälzkörper 4 und Führungsrollen 5 bzw. 5¹ haben jeweils einen geradlinigen äusseren Abschnitt, gebildet durch die Rückführungs-

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nut 7, eine linke Umlenkbahn 12, einen geradlinigen inneren Abschnitt, gebildet durch zwei sich gegenüberstehende Stege 10, 10" des Käfigs 9 und eine rechte Umlenkbahn 12'. Dabei dient jeweils ein Teil der Innenfläche der Stützhülse 8 als lineare Laufbahn zur Abstützung der belasteten Wälzkörper 4 mittels deren Zapfen 16 und 17 und ein Teil der Aussenfläche der Stützhülse 8 als lineare Laufbahn für den Rücklauf der unbelasteten Wälzkörper 4.

Die Aussenhülse 6 sowie der Käfig 9 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, wobei die Stützhülse 8 aus Stahl besteht. Es sind jedoch auch andere Werkstoffe für die einzelnen Elemente des Wälzlagers möglich.

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Claims (8)

ι β ■ · · SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 10.08.1977 DT 77 0 25 DT FR:gw Schutzansprüche

1. Wälzlager für relative Linearbewegungen zwischen diesem unu einem zylindrischen Maschinenelement, wie einer Welle, mit mehreren, auf dem Umfang eines mehrteiligen Ringkörpers verteilten, geschlossenen Kreisläufen von spulenförmigen Wälzkörpern, die eine konkav ausgebildete Rollfläche haben, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den spulenformigen Wälzkörpern (4) tonnenförmige Führungsrollen (5; 5') schwimmend angeordnet sind, die mit den Rollflächen (15) benachbarter Wälzkörper (4) in Linienberührung stehen.

2. Wälzlager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Längsachsen benachbarter Wälzkörper (4) kleiner ist als die Summe der Abstände zwischen diesen Längsachsen und der Längsachse einer Führungsrolle (5,; 5').

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3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (5) etwa die gleiche Länqe wie die Wälzkörper (4) aufweisen.

4. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (5¹) etwa die gleiche Länge wie der Rollflächenabschnitt der Wälzkörper (4) aufweisen.

5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem der Ringkörper eine Aussenhülse und koaxial zu dieser eine Stützhülse aufweist, deren Innenfläche abscL-nittsweise als lineare Laufbahn zur Abstützung der belasteten, und deren Aussenfläche abschnittsweise als lineare Laufbahn für den Rücklauf der unbelasteten Wälzkörper dient, welche sich in diesem Bereich in Rückführungsnuten be finden, die in der Aussenhülse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kreisringraum zwischen dem zylindrischen Maschinenelement (2) und der Stützhülse (8) ein Käfig (9) vorgesehen ist, der axial verlaufende Stege (10, 10*) besitzt, zwischen welchen die Wälzkörper (4) in Berührung mit dem zylindrischen Maschinenelement (2) seitlich geführt sind, während die Endabschnitte des Käfigs (9) als Abdeckringe (11, 11') ausgebildet sind, welche in ihrem Inneren halbkreisförmige Umlenkbahnen (12, 12') für die Wälzkörper (4) aufweisen.

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (9) aus zwei symmetrischen ringförmigen Hälften besteht.

7. Wälzlager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (10, 10') im Querschnitt im wesentlichen segmental ausgebildet sind und an ihren innenliegenden

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Kanten axial verlaufende Leisten (13, 13') aufweisen, die teilweise unter die Wälzkörper (4) greifen.

8. Wälzlager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Bohrung des Käfig (^) gesteckte Montagehülse (18) vorgesehen ist..·

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