DE822748C - Lager fuer axialverschiebliche und in Drehrichtung miteinander kuppelbare Teile - Google Patents

Description

• Lager für axialverschiebliche und in Drehrichtung miteinander kuppelbare Teile Die Erfindung betrifft eine Lagerung, insbesondere reibungslose Lagerung nach Art eines Wälzlagers, welche vornehmlich in Fällen zur Anwendung gelangen soll, bei denen zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Teilen eine lineare Relativbewegung ermöglicht werden soll und außerdem die Forderung besteht, daß die beiden Teile zur Übertragung eines Drehmoments miteinander gekuppelt werden können. Beispielsweise kann hierbei ein Teil aus einer Welle und der andere aus einer verschiebbar auf der Welle angeordneten Hülse bestehen, die mit der Welle in der Drehrichtung in kraftschlüssige oder zwangsläufige Verbindung gebracht werden kann.
• In Fällen, bei denen zwischen einer Welle und einer Hülse nur eine lineare Relativbewegung ermöglicht werden sollte, hat man bereits vorgeschlagen, ein Wälzl:igc#r zur Anwendung zu bringen, das aus einem zwischen der Welle und der Hülse fest an der Hülse angeordneten Kugellagergehäuse bestand, welches eine Anzahl fortlaufender Einschnitte oder Nuten in seiner Wandung besaß, von denen jede Nut einen Kugelumlauf mit zwei axial angeordneten Teilen bildete, die an den Enden durch kurvenförmige Teile verbunden wurden. Die Hülse wies an beiden Enden Durchbohrungen auf, die mit den kurvenförmigen Endteilen zusammenarbeiten sollten, und war an ihrer Innenwandung gleichfalls mit axialen Nuten versehen, die jeweils mit nur einer der axialen Nuten des Kugelumlaufs in der Weise zusammenwirkten, daß ein Rücklauf für die Kugel entstand, indem die Kugeln frei von Belastung blieben, wenn eine Axialverschiebung eintrat. Die Kugeln in dem anderen Teil des Kugelumlaufs waren sowohl mit der Welle wie auch mit der Hülse in Kontakt und nahmen so die Last auf. Das Ziel der vorliegendgn Erfindung ist darauf gerichtet, eine Lagerung näch Art eines Wälzlagers zu schaffen, bei der sowohl eine Axialverschiebung wie auch, wenn erforderlich, die Übertragung eines Drehmoments, und zwar entweder je für sich oder gleichzeitig ermöglicht werden soll.
• Nach der vorliegenden Erfindung kann eine derartige Lagerung vornehmlich zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Teilen, z. B. einer Welle und einer darauf angeordneten Hülse Anwendung finden, und die Lagerung selbst besteht aus einer oder mehreren endlosen Kugelumläufen mit geraden axial liegenden Teilen und kurvenförmigen Enden. Jeder Kugelumlauf ist derart ausgebildet und angeordnet, daß in ihm eine Bahn gebildet wird, in der die Kugeln mit beiden Teilen im Eingriff stehen, so daß die beiden Teile sich relativ zueinander verschieben können und ein Drehmoment von einem Teil auf den anderen übertragen werden kann. Eine weitere Bahn des Kugelumlaufs ist gleichzeitig so angeordnet, daß die Kugeln in ihr frei von Belastung sind.
• In einer derartigen Anordnung wird, wenn ein Drehmoment gleichzeitig mit einer Axialverschiebung zwischen den beiden Teilen übertragen wird, der Eingriff der Teile in der Drehrichtung durch die Kugeln in der Bahn bewirkt, in der sie unter Belastung stehen, und es wird keine Belastung auf die Kugeln in ihrer Rücklaufbahn ausgeübt, so daß hier ein freier Kugelrücklauf ermöglicht wird, in dem die Kugeln sich frei im Kugelumlauf bewegen können.
• Bei der Anwendung auf eine Einrichtung, bei der eine Hülse verschiebbar und in Dreheingriff auf einer Welle angeordnet ist, kann die Erfindung in der Weise verwirklicht werden, daß die Welle eine Anzahl von axial im Abstand voneinander angeordneten Nuten erhält und die Hülse. mit einem inneren Futterrohr ausgestattet wird, welches mit axialen Nuten in ihrer Innenwandung, entsprechend den Nuten auf derWelle, und weiteren axialen Nuten auf der Außenwand ein Kugelgehäuse bildet. Die zuletzt genannten Nuten bilden dabei den Rücklauf des Kugelumlaufs. Jedes Ende der Hülse ist mit einer Endplatte mit kurvenförmig ausgebildeten Nuten an der Innenseite versehen, welche an die Enden der Nuten in der Welle und im Gehäuse anschließen, um die kurvenförmigen Endteile des Kugelumlaufs zu bilden.
• Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht sind, ohne daß die Erfindung mit diesen Ausführungsbeispielen erschöpft ist. Es zeigt Fig. i einen Querschnitt durch ein Getriebegehäuse zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 der Fig. i, Fig.4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Teilschnitt, Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie 5-5 der Fig. 4, F ig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie 6-6 der Fig. 4. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. i bis 3 ist die Erfindung in der Anwendung auf ein Wechselgetriebe der üblichen Form veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist das Lager nach der Erfindung an der Welle io angeordnet, welche die verschiebbaren Zahnräder ii trägt, die vorteilhaft in einem einzigen Werkstück 15 vereinigt sind.
• Die Welle io wird an ihren Enden durch Lager 12 in dem Gehäuse 13 unterstützt und weist vier Längsnuten 14 auf, die symmetrisch am Umfang der Welle angeordnet sind und einen rechtwinkligen Querschnitt besitzen, so daß die Welle im Bereich der Nuten einen kreuzförmigen Querschnitt erhält. Die Nuten können jedoch auch irgendeinen anderen als rechtwinkligen Querschnitt erhalten. In dem verschiebbaren Zahnradkörper ist ein Futterrohr starr befestigt, welches das Kugellagergehäuse bildet und zur Erleichterung seiner Herstellung und des Zusammenbaus aus zwei Zylinderhälften besteht. An der Innenwandung dieses Futterrohrs sind vier axiale Längsnuten iS von rechtwinkligem Querschnitt jeweils im Anschluß an die Nuten 14 in der Welle io angeordnet, so daß sie mit diesen Nuten zusammenwirken und eine Bahn des Kugelumlaufs bilden, wie sie bei i9 in Fig. i veranschaulicht ist. Wenn die Kugeln sich längs dieser durch die beiden Nuten 14 und i8 gebildeten Bahn bewegen, sind sie in Dreheingriff mit der Welle io und dem Futterrohr 16, 17, so daß die Welle io ein Drehmoment zu der Hülse und der Einheit 15 übertragen kann; während 'die Hülse und die Einheit 15 längs der Welle gleiten, um eine reibungslose Gleitbewegung zu ermöglichen, ist zwischen den verbleibenden Teilen der Hülse und der Außenfläche der Welle ein ausreichendes Spiel vorgesehen. Der freie, bei 2o dargestellte Rücklauf für jeden Kugelumlauf wird durch eine Nut 21 in der Außenseite - des Futterrohrs 16 und 17 gebildet, welche mit der Innenfläche der verschieblichen Einheit 15 in Berührung steht. Diese Nut ist von ausreichender Tiefe, um die Kugeln vollkommen in sich aufzunehmen, so daß sie längs dieser Rücklaufbahn ohne irgendeinen `Viderstand und frei von Last beweglich sind.
• Die kurvenläufigen Endteile 22 jedes Kugelumlaufs sind in einem Paar von Endplatten 23 angeordnet, welche die Welle io umgeben und zu beiden Seiten an der verschieblichen Einheit 15 befestigt sind, um in dieser Weise den geschlossenen Umlauf für jeden Kugelsatz zu vervollständigen.
• Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig.4 bis 6 veranschaulicht, in welcher ein Antrieb z. B. für Maschinen zum Stauchen von Bolzenköpfen im Teilausschnitt veranschaulicht ist.
• Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine Hülse 3o axial beweglich auf einer Welle 31 angeordnet, welche periodisch in oszillierende Bewegung versetzt wird, so daß die Hülse 30 oszilliert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kommt die relative Axialbewegung und die Oszillation gleichzeitig zur Wirkung.
• Um unter diesen Verhältnissen die vorliegende Erfindung zu verwirklichen, ist die Welle 31 mit einem Kragen 32 versehen, der eine Anzahl von axialen Nuten 33 auf seiner Außenseite aufweist, während die Hülse 3o mit einem Futterrohr 34 mit den Nuten 33 entsprechenden Nuten 35 ausgestattet ist. Beide Nuten wirken zusammen und bilden eine Bahn für jeden Kugelumlauf.
• Die Welle 31 weist eine Anzahl von Axialnuten 36 auf, welche den Kugelrücklauf bilden. In diesem Falle wird der Dreheingriff zwischen der Welle 31 und der Hülse 30 mit Hilfe der Kugeln bewirkt, welche sich in den Nuten 33 und 35 befinden.
• Die kurvenförmigen Endteile der Kugelumläufe sind durch Endplatten 37 gebildet, die an Hülsen 38 befestigt sind, welche die Welle umgeben. Das innere Futterrohr 34 weist an einem Ende einen Flansch 39 auf, unter dessen Vermittlung es an der Hülse 30 befestigt ist, und an jedem Ende der Einheit sind Endplatten 4o an der Hülse 3o befestigt.
• Die vorliegende Erfindung kann auf die verschiedensten Arten von Maschinen und Werkzeugmaschinen zur Anwendung gelangen, bei denen Wechselgetriebe vorhanden sind, und insbesondere in den Fällen, in denen eine Axialbewegung gleichzeitig mit der Übertragung eines Drehmoments zwischen zwei Teilen gefordert wird.
• Fernerhin kann die Erfindung auch überall dort verwirklicht werden, wo eine reibungslose Lagerung zwischen zwei Teilen erwünscht ist, welche relätiv zueinander gleiten sollen, und wo es auch erwünscht ist, daß ein Drehmoment zwischen den beiden Teilen übertragen wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lager für axialverschiebliche und in Drehrichtung miteinander kuppelbare Teile, gekennzeichnet durch einen oder mehrere endlose axial gerichtete Umläufe für die Wälzkörper von länglicher Form mit kurvenförmig gestalteten Enden, die derart ausgebildet bzw. angeordnet sind, daß die Wälzkörper in der einen Bahn des Umlaufs eine kraftschlüssige bzw. zwangsläufige Verbindung zwischen den beiden koaxial angeordneten Teilen zur Übertragung eines Drehmoments bilden und in der anderen Bahn des Umlaufs ohne Kraftangriff bleiben, so daß die beiden Teile in axialer Richtung verschoben und in der Umfangsrichtung gekuppelt werden können.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, bestehend aus einer Welle und einer koaxialen Hülse,: dadurch gekennzeichnet, daß die Welle mit einer Anzahl von Axialnuten versehen ist und die Hülse durch ein Futterrohr mit einer entsprechenden Anzahl von Axialnuten an seiner Innenseite ausgestattet ist, welche an Nuten der Welle anschließen und mit diesen die Bahn eines Kugelumlaufs bilden, in welcher die Kugeln eine in Drehrichtung wirkende Kupplung zwischen der Hülse und der Welle bilden.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf des Kugelumlaufs durch Axialnuten am äußeren Umfang des Futterrohrs gebildet wird, deren offene Seiten durch die Innenwandung der Hülse derart abgedeckt sind, daß die Kugeln sich längs dieser Nuten ohne Belastung bewegen können
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kurvenförmigen Endteile der Kugelbahnen durch kurvenförmige Nuten gebildet werden, die in an den Enden der Hülse befestigten Endplatten angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, bestehend aus einer Welle und einer koaxial zur Welle angeordneten Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an ihrer Innenseite mit einer Anzahl von Axialnuten versehen ist und auf der Welle ein Kragen mit einer entsprechenden Anzahl von Axialnuten befestigt ist, welche mit den Axialnuten der Hülse zusammenarbeiten und mit diesen die Bahn des Kugelumlaufs bilden, in der durch die Kugeln ein Dreheingriff bewirkt wird.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelrücklauf durch Axialnuten auf der Welle gebildet wird, deren offene Seiten durch die Innenwandung des Kragens derart abgedeckt werden, daß die Kugeln sich in dieser Bahn frei und unbelastet bewegen können.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen i, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kurvenförmigen Enden der Kugelumläufe durch kurvenförmige Nuten von Endplatten gebildet werden, die um die Welle an den Enden des Kragens befestigt sind.