Wälzlager für relative Längsbewegung auf einem stangenförmigen Lagerkörper. Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für relative Längsbewegung auf einem stangen- förmigen Lagerkörper, der zum Beispiel eine Rundstange sein kann.
In den Zeichnungen, die Ausführungsbei- spiele des Lagers nach der Erfindung dar stellen, zeigt. Fig.1 eine Endansicht eines auf einer Rundstange sitzenden Lagers, wobei die untere Hälfte einen Querschnitt nach der Linie 1-1 in Fig.2 und die obere Hälfte eine Ansieht darstellt.
Fig.2 ist eine Seiten ansieht mit der obern Hälfte in Ansicht und der untern im Längsschnitt, bei dem die linke Hälfte ein Schnitt entlang der Linie 2-2 und die rechte Hälfte ein Schnitt entlang der Linie 2'-2' der Fig. 7 ist. Fig. 3 ist ein Län-ssehnitt des Lagers ohne die Rundstange und mit einigen aufgebrochenen Teilen. Fig. 4 ist eine Seitenansieht, wobei die innere Hülse entfernt und die untere Hälfte ein Längs schnitt ist. Fig. 5 bzw.
6 sind End- und Sei lenansieht.en der Innenhülse, wobei die untere Hälfte in Fig.5 einen Querschnitt und die i!ntere Hälfte der Fig.6 einen Längsschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5 darstellen. Fig. 7 bzw.
S zeigen einen Grundriss und eine Seitenansicht der Innenhülse in kleinerem 1lassstabe, nachdem diese durch Pressen aus glattem Bleehmaterial hergestellt und bevor sie durch Biegen in ihre endg@iltige rohrför- ini;
e Gestalt gebraeht worden ist. Fig.9 ist ein in grösserem Massstab gehaltenes Schau bild des auf der Rundstange montierten La gers, bei dem der besseren Darstellung wegen einige Teile aufgebrochen sind. Fig. 10 ist ein Querschnitt einer andern Lagerform gemäss Erfindung.
Fig. 11 zeigt einen Teil eines Längsschnittes entlang der Linie 11-l1 der Fig.10. Fig.12 ist eine Seitenansicht einer weiteren Lagerform gemäss Erfindung, und Fig.13 ist ein Querschnitt einer andersartigen Ausführung des Lagers gemäss Erfindung.
In den gezeigten Lagertypen haben die einzelnen Umlaufbahnen der Kugeln eine ovale Form und erstrecken sich im Lager in dessen Längsrichtung, wobei sie in gleichen Abständen um die Welle herum verteilt sind. Wie aus Fig. 9 besonders klar ersichtlich, hat jede dieser Laufbahnen (die alle mit Kugeln gefüllt sind) einen geraden Teil 20, in dem die Kugeln in unmittelbarer tragender Berührung mit der runden Lagerstange 21 und der Aussenhülse 22 stehen und daher die Belastung tragen, einen geraden Teil 23, in dem die Ku geln keine Berührung mit der Stange haben und unbelastet sind, und bogenförmige Teile 24, welche die Enden der geraden Teile so mit einander verbinden,
da.ss die Kugeln ungehin dert von einem der geraden Teile zum andern geraden Teil der Laufbahn laufen können, und zwar in der Richtung, in welche die last tragenden Kugeln durch die relative Bewe gung von Stange und Lager getrieben wer den.
Bei jeder der in den Zeichnungen dar gestellten Ausführungsarten des Lagers nach . der Erfindung ist die Innenhülse 25, in der sich die Kugellaufbahnen befinden und die unten noeli im einzelnen beschrieben wird, zwisehen der Lagerstange und der Aussen hülse angeordnet. Bei dieser Anordnung der Innenhülse dient diese nicht nur als Lauf bahn für die Kugeln, sondern auch als Käfig, der die Kugeln stets zwischen Aussenhülse und Lagerstange hält., so dass, wenn die beiden Hülsen fest miteinander verbunden sind, wie unten noch beschrieben wird, eine baulich feste Lagereinheit erhalten wird.
Die Aussenhülse 22 der Ausführungsart gemäss Fig.1 bis 9 kann aus geradem Stahl rohr gefertigt sein, das eine gleichmässige Wandstärke und konzentrisehe Aussen- und Innenfläehen besitzt, zu welchem Zwecke das Rohr innen und aussen gewünsehtenfalls ma schinell bearbeitet wird. Vor dem Zerschnei den des Rohres in einzelne Stücke mit, der für die Herstellung des Lagers erforderlichen Länge wird das Rohr einer Pressverformung unterzogen, wodurch jedes Rohrstücl,. an gleichmässig auf den Umfang verteilten Stel len radial nach innen so eingedrückt wird, dass, wie gezeigt, längliche Vertiefungen 26 entstehen.
Dieser Arbeitsgang kann auf einer normalen Stanzpresse oder auf einer Spezial inaschine durchgeführt werden, unter Ver wendung eines Werkzeuges, das geeignet ge formt ist, um an der Innenseite jedes der Stücke entsprechende, längliche, erhöhte Stel len 27 zu bilden.
Jede dieser Erhöhungen be sitzt eine glatte Innenfläche und über eine erhebliche Strecke auf. jeder Seite der zen tralen Querebene des Stückes eine gleichblei bende IHöhe, um dann seitlich in Längsrich tung allmählich abzuflachen und in die ur- sprüngliehe Innenfläehe des Stückes überzu gehen, wobei nur ein kurzes Stück der Länge an jedem Ende vom Werkzeug unberührt bleibt. Das Rohr oder, falls es@ bereits zer schnitten ist, jedes Rohrstüek, wird nun ge härtet. Danach wird es auf einer spitzenlosen Schleifmaschine aussen geschliffen und dann, z.
B. auf einer Innenschleifmaschine, innen ge schliffen, um die höchsten Stellen der erhöh ten Teile 27 zu entfernen und dadurch ebene Laufbahnen 28 für die Kugeln zu schaffen. NTur auf diesen Laufbahnen kommen die Ku- geln in Berührung mit. der Aussenhülse 22, während sie die Belastung zwischen Hülse und Stange 21 tragen.
Die Aussenhülse kann natürlich auch aus einem glatten Blechstrei fen hergestellt werden, in welehem Falle zu erst die erhöhten Stellen auf einer Stanz- presse oder dergleichen geformt werden, wor auf der Streifen rohrförmig gebogen wird. Gegebenenfalls kann ein soleher Streifen aber auch zuerst rohrförmig gebogen und dann mit Eindi-üekungen versehen bzw. auf irgendeine andere Art mit den Erhöhungen an der In nenseite versehen werden.
Die Innenhülse oder der Käfig 25 wird vorzugsweise aus einem einzigen Stück Blech hergestellt, das mittels einer Schnittpresse und den entsprechenden Gesenken und Schnit ten, die zur Herstellung der in Fig. 7 und 8 gezeigten Erhöhungen, Vertiefungen und Aus stanzungen passend geformt sind, seine Aus gestaltung erfährt. Der Blechstreifen wird dann rohrförmig zusammengebogen, wobei die Enden desselben aneinanderstossen oder einen schmalen Schlitz 29 (Fig.l. und 5) offen lassen können.
Das Formen der Blechstreifen kann mittels Gesenken unter kontinuierlichem Vorschub des Streifens oder durch irgendein anderes geeignetes bekanntes Verfahren er folgen, das zur schnellen automatischen Her stellung hohlgeprägter Bleche dient, von denen jedes eine der gewünsehten Käfighülse ent sprechende Länge und Breite hat.
Nach dein Pressen oder Prägen und vor dem rohrför- migen Zusammenbiegen zur Bildung der Kä- fig-hülse besitzt jedes geprägte Bleelistück ebensoviel einzelne Abschnitte, wie Laufbah nen 28 in der Aussenhülse vorhanden sind (hier zum Beispiel fünf), und schmale Ver bindungsstege 30 zwischen den einzelnen Ab schnitten, welche Stege längs ihrer Längsmit tellinie einen Schlitz 3l.
aufweisen oder ver dünnt sein können, so dass die Absehnitte um besagte Längsmittellinien sieh leicht biegen lassen und leicht rohrförmig zusammengebo gen werden können, ohne dabei die Laufbah nen zu deformieren; jeder dieser einzelnen Abschnitte hat vorzugsweise einen bogenför migen Querschnitt, wie Fig.8 zeigt, so dass nach dem Biegen des Bleches in Rohrform entlang der Schlitze 31 sein Querschnitt im wesentlichen kreisförmig' ist.
Jeder der ein zelnen Abschnitte des geprägten Bleches be sitzt einen vollständigen Laufbahnkreis, des sen gerader Teil 20 innen geschlitzt ist, wobei dieser Sehlutz etwas schmäler ist. als der Durchmesser der Kugeln und in verjüngten Enden 32 ausläuft, die der Krümmung der Endteile 24 der Laufbahn folgen, auf welcher die Kugeln von dem geraden Teil 20 zu dem geraden Teil 23 hin und her laufen.
Die Enden 33 und 34 jedes der einzelnen Abschnitte des geprägten Bleches liegen < < höher als die Zwischenteile der Abschnitte, in denen die Laufbahnen geformt sind, so dass nach dem Biegen des Bleches in Rohrform der über den Endteilen 33 und 34 gemessene Durchmesser grösser ist als der irgendeines Laufbahnteils oder eines dazwischenliegenden Teils. Schliesslich ist eine der Kanten des ge prägten Bleches noch gekerbt zur Bildung %-on Aussparungen 35 an einem Ende der Käfighülse. Die einzelnen Abschnitte der In nenhülse oder des Käfigs können gewünschten falls auch aus einzelnen Stücken gebildet.
sein, wobei jedes Stück an der Aussenhülse in noch zu beschreibender oder auf andere geeignete Weise befestigt wird.
Beim Zusammenbau des Lagers wird die Innenhülse mit ihrem gekerbten Ende voran in die Aussenhülse geschoben, wobei dieses Ende, das, wie auch das andere, einen leich teri Passsitz in der Aussenhülse haben soll, mit seinen Aussparungen 35 über die nach innen vorspringenden erhöhten Teile 27 der Aussenhülse gleitet, auf denen die Laufbah nen 28 geformt sind.
Die Kugeln können dann in die verschiedenen Laufbahnen des Lagers eingebracht werden, wobei man das Lager möglichst senkrecht hält und die Käfighülse leicht anhebt, bis diejenigen Enden der Lauf bahnen aus der Aussenhülse austreten, in wel che die Kugeln eingeführt werden, worauf diese ohne weiteres in ihre Stellung fallen. Der Käfig wird nun wieder ganz in die Aussenhülse zurückgeschoben, bis seine Enden mit denen der Hülse in einer Ebene liegen; in dieser Stellung wird der Käfig nun inner halb der Aussenhülse gedreht, bis seine Schlitze 20 mit den Laufbahnen 28 der Hülse übereinstimmen.
Die Einstellung der Schlitze auf die Laufbahnen wird etwas erleichtert, wenn die Aussparungen 35 des Käfigs den gleichen Abstand voneinander haben wie die erhöhten Teile 27 der Aussenhülse. Aussen hülse und Käfig können dann fest miteinan der verbunden werden durch die Ringe 36, die in jedes Ende des Käfigs so eingesetzt werden, dass sie die Enden des Käfigs fest gegen die Enden der Aussenhülse drücken; diese Ringe können Flanschen 37 haben, die gegen die Stirnseiten der Aussenhülse anliegen.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die erhöhten Stellen 27 der Innenflächen der Aussenhülse ist noch zu sagen, dass die glatte Beschaffenheit der Oberfläche dieser erhöh ten Stellen, die auf den glatten Zustand der Innenfläche des Rohres zurückzuführen ist, bevor diese, wie oben beschrieben, mit einge drückten Stellen versehen wurde, eine glatte und durchgehend gleichwertige Laufbahn für die sich im Kreislauf bewegenden Kugeln bil det, und dass dies mit einem Mindestmass von maschineller Bearbeitung erreicht wird, da die einzige erforderliche Maschinenarbeit sich auf die leicht und schnell durchführbare Be arbeitung der Innenflächen des Rohres be schränkt, bevor dieses mit den erhöhten Stel len 27 versehen wird. Da ferner, wie Fig. 1.
zeigt, die radiale Lage der Kugeln sich wäh rend ihres Kreislaufes von der äussersten Ra diallage, in der die Kugeln unbelastet sind, bis zur innersten Radiallage, in der sie be lastet sind, ändert, und da bei vielen Anwen dungsarten, für die dieses Lager verwendet werden kann, die Kugeln oft mit sehr hohen Geschwindigkeiten durch ihren Kreislauf gehen, so ist es zur Sicherung gegen schädliche Stösse oder Beschleunigungsbelastungen wich tig, dass dafür gesorgt ist, dass die Kugeln aus einer äussersten radialen Stellung zur an dern so glatt und allmählich wie möglich ge führt werden.
Die strichpunktierte Linie 39 in Fig. 4 zeigt, ungefähr die Berührungslinie zwischen den Kugeln und der Aussenhülse, wie sie durch den Kugelkreislaufw es bestimmt wird. Im Verlaufe dieses Zfieges verlassen die Kugeln. die Laufbahn 28 am einen Punkte 10 und vergrössern dabei allmählich ihren ra dialen Abstand von der Mitte der Stange 21 bis zum Punkt 41, wo, wie durch die abgestuf ten Linien der Fig. 4 gezeigt ist, die Kugeln ihren maximalen äussern radialen Abstand er reicht haben. Es ist natürlich wünschenswert, dass der Punkt. 41 so weit wie praktisch mög lich von der Laufbahn 28 oder dem Über gangspunkt 10 entfernt. liegt.
Die erhöhten Stellen 27 sind daher so geformt, dass sie eine sehr allmähliche Steigung bzw. verhältnis mässig flach geformte Enden haben, wie aus den Stufenlinien in Fig. l hervorgeht.
Mit Ausnahme dieser erhöhten Stellen 27 ist die Innenfläche der Aussenbüchse 22 nicht erhöht. Wenn das Lager im Betrieb ist, sind die Kugeln, die gegenüber den nicht erhöhten Teilen der Innenfläche der Aussenhülse lie gen, ohne Belastung, und während das Lager sich entlang der Stange 21 in der einen oder andern Richtung bewegt, werden die Kugeln in den Laufbahnen gezwungen, von den nicht erhöhten Stellen der Innenfläche der Aussen hülse ?'' auf die erhöhten Stellen 27 dersel ben aufzulaufen und auf diesen entlang zu laufen, wo sie belastete Kugeln werden und umgekehrt.
Bei mairchen Ari-,vendungsarten der Erfin dung ist es wünschenswert, dass der stangen- förmige Lagerkörper im Bewegungsbereieb des Lagers noch gestützt. wird, z. B. in Fällen, wo das Lager entlang einer Stange von erheb licher Länge gleitet oder wo die Stange eine übermässige Last zu tragen hat. In diesen Fällen ist im Bewegungsbereich des Lagers noch mindestens eine Stütze für die Stange erforderlich, um der Stange die nötige Steif heit zu geben.
So muss znm Beispiel bei einem T eppiehwebstuhl mit einem langen Bett, das der hin und her gehende hleehanismus durch queren muss, die Stange bei einem Durch messer von etwa 19 min und einer Länge von 4,6 bis 6 m an mehreren Zwischenstellen ge stützt werden, um ein Durchbiegen zu verhin dern. Iir solch einem Falle, wie auch in an- denn, bei denen es bei einer relativ kurzen Stange auf äusserste Steifheit unter Belastung ankommt, wird vorzu @@s:@-e i#:
e eine Ausfüh rungsart nach der Erfindung verwendet, die in Fig.10 und 11 dargestellt ist (und offene Type genannt werden kann j , Bei dieser -Ius- führungsart sind die Laufbahnen in gleicher Weise konstruiert und haben auch die gleiche Beziehung zur -Aussenhülse, wie es in Fig.l bis 9 gezeigt ist, nur sind im Käfig statt fünf nur vier ovale Kugellaufbahnen angeordnet,
und die Enden 34' des Käfigs sind um die Enden der :rissenhülse gebogen, statt, wie in Fig. 9 bei 36 gezeigt ist, von Endringen gehal ten zti werden. Ihr -wesentlicher Unterschied gegenüber der in Fig. 1. bis 9 gezeigten Aus- führungSart liegt in der Anordnung eines Schlitzes 50, der sieh durch die Aussenhülse und den Käfig über die ganze Länge des Lagers erstreckt.
Durch diesen Schlitz kön nen Auflager, wie z. B. Tragstützen 51, die irr bestimmten Abständen entlang der Stange 21 angeordnet sind, durchfahren. Die Mützen 51. sind in die Stange 21 und in ein Fundament 52 eingeschraubt. Auf diese Weise wird die Stan-e im Bewegungsbereich des Lagers gegen Durehbiegung gestützt, ohne da,ss die relative Bewegding von Stange und Lager dadurch be hindert wird.
In Fällen, wo das Lager Ara eh Fite. 1 bis 9 an Niehtpi-äzisionsstarigcn (21) verwendet wird, könnte mehr oder weniger Spiel z-,vi- sehen Stange und Lager auftreten. Da Prä zisionsstangen aber kostspielig und vielfach schwierig herzustellen sind, und da bei vielen Anwendungsbereichen der Erfindung die Ver hinderung \solchen Spiels wichtig ist, emp fiehlt es sieh,
eine -verstellbare Type gemäss Fig. 12 zri verwenden. Bei dieser Ausfüh.- rungsart kann der Käfig 25, von dem eine Endansielit in Fig.12 gezeigt ist, die gleiche Form haben iuid auf gleiche W eise mit. der Aussenhülse ? verbunden sein wie bei den vorbeschriebenen AusAihrung:sarten der Er findung.
Käfig wie auch Aussenhülse sind in Längsrielit.un. geschlitzt, und zwar gleich wie beine Beispiel nach Fig. 1.0 und 11. Das kenn zeichnende -Merkmal der in Pig.1.2 gezeigten -Ausführungsart besteht darin, dass die Schlitz ränder der Aussenhülse sich gegenüberlie gende Flansche 55 besitzen, die in Richtung aufeinander durch den Verstellbolzen 56 an- n,ezogen und in jeder gewünschten Stellung zueinander gehalten werden können.
Auf diese Weise kann der Durchmesser der Aussenhülse und damit der Lageröffnung zur Verhinde rung von Spiel zwischen Lager und Stange verändert werden. Ausserdem kann einer der Flansche der Aussenbüchse verlängert und, wie gezeigt, umgebogen \werden, um als Stütze rür das Lager zu dienen, wodurch das Lager zu einer vollkommen selbständigen Einheit wird, die auf einem Fundament montiert wer den kann, wodurch sich die übliche Aufstel lung eines besonderen Gusssockels oder Gehäu ses für die Aufstellung des Lagers an einer gewünschten Stelle erübrigt.
Lager nach der Erfindung können natür lich auch so konstruiert sein, dass sie auf Stangen mit, anderem als rundem Querschnitt ;;leiten können, wie zum Beispiel das in Fig. 14 bezeigte, das auf Stangen mit quadratischem Querschnitt anwendbar ist.