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Kugelbüchse Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Führung einer
hin- und herbewegbaren Welle dienenden Kugelbüchse, die aus einer konzentrisch zur
Welle angeordneten kreiszylindrischen, vorzugsweise aus gezogenem Blech gefertigten
inneren Hülse und einer konzentrisch darauf befestigten äußeren Hülse und mehreren
zwischen den Hülsen gelagerten, über den Umfang gleichmäßig verteilten, in sich
geschlossenen Kugelreihen mit je zwei geraden, in Achsrichtung der Welle
verlaufenden, über zwei halbkreisförmige Umlenkbögen verbundenen Teilstrecken besteht,
wobei die zur Abstützung der Welle dienenden Kugeln in den einen geraden Teilstrecken
der Reihen in Schlitzen der inneren Hülse, deren innere Flächen überragend, geführt
sind und in den anderen geraden Teilstrecken die äußere Mantelfläche der inneren
Hülse den unbelasteten Kugeln als Lauffläche dient.
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Die bisher bekanntgewordenen Kugelbüchsen dieser Art sind mit einer
Reihe von Nachteilen behaftet, da sie aus einer größeren Anzahl von mit Nuten, Bohrungen,
Prägungen usw. versehenen Einzelteilen zusammengesetzt sind. Diese Einzelteile sind
nämlich oftmals schwierig und nur auf umständliche Weise herzustellen und montierbar,
so daß eine gegenseitige genaue Passung nicht oder nur in unbefriedigendem Maße
zu erzielen ist. Ein Ausfall der Kugelbüchse auf Grund des dadurch bedingten hohen
Verschleißes ist vielfach die Folge.
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Bei einer bekannten, aus einer Vielzahl von Einzelheiten zusammengesetzten
Kugelbüchse ist in einem, das gesamte Lager umschließenden besonderen Lagergehäuse
eine äußere zylindrische Hülse eingebracht, die in ihrem Innem zur Führung der Kugeln
sowohl Längsnuten als auch an ihren beiderseitigen Enden seitliche Abschrägungen
aufweist. Durch eine innere Hülse wird für die Kugeln eine ovale Führung geschaffen,
und zwar derart, daß aus der Hülse eine ovale Öffnung ausgeschnitten, das ausgeschnittene
Stück allseitig etwa um den Kugeldurchmesser verkürzt, mit Schraubengewinden versehen
und nach einer entsprechenden Kantenbearbeitung zusammen mit den Kugeln in den Ausschnitt
wieder eingesetzt wurde, worauf die beiden zylindrischen Hohlkörper zusammengebracht
und die äußere Hülse mit dem ausgeschnittenen Stück verschraubt wurden. Als seitlicher
Abschluß der zusammengesetzten Kugelbüchse ist zusätzlich auf jeder Seite eine Endkappe
erforderlich. Außerdem werden alle Teile durch ein umschließendes Gehäuse zusammengehalten.
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Eine weitere Ausführungsform einer Kugelbüchse dieser Art besteht
aus einem rohrförmigen Teil mit mehreren radial nach außen gerichteten und
je mit einer Längsnut versehenen Keilleisten. Der rohrförrnige Teil wird
von einer Büchse umgeben, die in den Innenwandungen eine gleiche Anzahl von axialen
Nuten sowie eine die gesamte Büchsenlänge durchsetzende Bohrung besitzt. Die als
Kugelführungen dienenden Längsnuten und Bohrungen werden durch Umlenkkanäle zu einer
geschlossenen Bahn vereinigt, die in besondere, an jeder Seite der Büchse vorgesehene
Ansatzstücke eingearbeitet sind.
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Andere bekanntgewordene Kugelbüchsen sind mit einem zylindrischen
Gehäuse ausgestattet, dessen Innenfläche mit besonders eingeprägten bzw. eingearbeiteten
Laufbahnen für die Kugeln versehen ist. Die Halterung und Führung der Kugeln erfolgt
durch eine Vielzahl von aus Blech geprägten kreissegmentförinigen Segmenten, die
mittels geeigneter Befestigungsmittel mit dem Gehäuse verbunden und zu einem Ring
zusammengefügt werden. Die Büchsen müssen an den Enden zusätzlich z. B. durch Sprengringe
oder andere Abschlußmittel radial und axial gesichert werden.
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Schließlich sind Kugelbüchsen bekannt, bei denen die Kugeln in geschlossenen
Laufbahnen teils in Ausschnitten einer die Welle umgebenden Hülse und teils in mit
dieser Hülse verschweißten oder auf andere Weise befestigten Kreissegmenten bzw.
Kugelführungen bewegt werden, die so stark gewellt sind, daß sie die Kugelreihen
in Anpassung an das Kugelprofil auf dem größten Teil ihres Umlaufweges voll umschließen.
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Es sind auch Kugelbüchsen bekannt, die aus zwei unmittelbar ineinandergesteckten
starkwandigen zylindrischen Büchsen bestehen, wobei die innere Büchse mit mehreren
ovalen, axial verlaufenden Nuten versehen ist, die so herausgearbeitet sind, daß
jeweils eine Hälfte der Nut zu einem Schlitz durchbrochen ist, während die äußere
Büchse in der Bohrung ebenfalls axial verlaufende, mit ovalem
Auslauf
und unterschiedlicher Tiefe versehene Nuten besitzt, die in übereinstimmung mit
den Nuten der inneren Büchse den Umlauf der in sich geschlossenen Kugelreihen gewährleisten.
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Da die Herstellung der bekannten Kugelbüchsen sehr teuer und eine
störungsfreie Funktion nicht immer gewährleistet ist, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Kugelbüchse der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch die diese
Nachteile vermieden werden. Gemäß der Erfindung erfolgt dies dadurch, daß die äußere,
ebenfalls vorzugsweise aus gezogenem Blech hergestellte Hülse im Bereich der unbelasteten
Kugeln entsprechend verlaufende Schlitze zur Führung dieser Kugeln aufweist und
daß zwischen der inneren Fläche der äußeren Hülse, die, wie an sich bekannt, als
Lauffläche für die belasteten Kugeln dient, und der äußeren Fläche der inneren Hülse
ein Ringraum vorhanden ist.
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Zweckmäßig ist es, die wechselweise in die innere und äußere Hülse
der Kugelbüchse eingearbeiteten Schlitze derart auszubilden, daß sie sich an ihren
Enden überlappen.
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Die Zentrierung der ineinandergesteckten Hülsen kann durch ein- und/oder
beidseitig angeordnete Borde erfolgen. Auch kann ferner zur Zentrierung und zur
Fixierung der Hülsen zumindest ein Rand der Innenhülse mit Aussparungen versehen
werden, die in an einem Bord der Außenhülse vorgesehene, entsprechend angeordnete
Vorsprünge eingreifen.
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Zum Einfüllen der Kugeln kann in vorteilhafter Weise in der Innenhülse
für jede Kugelbahn eine Kugeleinfüllöffnung vorgesehen werden, die beim Ineinanderstecken
der Hülsen in der Endlage zumindest teilweise verschlossen wird. Die Kugeleinfüllöffnung
kann auch einen Teil einer die Verdrehsicherung bewirkenden Randaussparung bilden.
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Zur Halterung der auf einer der glatten Hülsen umlaufenden Kugeln
ist es zweckmäßig, die Breite des Schlitzes der anderen Hülse geringer zu bemessen
als den Kugeldurchmesser.
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Durch das Umlegen eines Randes einer der beiden Hülsen können die
Einzelteile der Kugelbüchse auch zu einer geschlossenen Baueinheit zusammengefaßt
werden.
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In einer speziellen Ausführungsform wird die Außenhülse zunächst nur
an einem Rand mit einem nach innen gerichteten Zentriermittel, z. B. mit einem Nasen
aufweisenden Bord, ausgestattet. In die noch einseitig offene Außenhülse wird die
mit einem einseitig nach außen gerichteten Bord versehene Innenhülse eingesetzt,
wobei sie durch die am Bord der Außenhülse befindlichen Nasen od. dgl. gegen Verdrehen
gesichert und sowohl auf einer Seite durch den heruntergezogenen Bord der Außenhülse
als auch auf der anderen Seite durch den hochgezogenen Bord der Innenhülse zentriert
wird. Durch einfaches Umlegen des freien Randes der Außenhülse nach innen gegen
den hochgezogenen Bord der Innenhülse werden schließlich die Einzelteile der Kugelbüchse
zu einer geschlossenen Baueinheit zusammengefügt.
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Es ist selbstverständlich notwendig, daß die schlitzförmigen Durchbrüche
der Hülsen bei deren Zusammenfügen so übereinander zu liegen kommen, daß der Kugelumlauf
in den in sich geschlossenen Kugellaufbahnen einwandfrei gesichert ist.
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Durch die Erfindung wird vor allem ermöglicht, daß zur Schaffung einer
betriebssicheren und äußerst preisgünstigen Kugelbüchse nur zwei Einzelteile benötigt
werden, nämlich zwei z. B. aus gezogenem Blech gefertigte dünne Hülsen mit glatter
Oberfläche, die mit zur Kugelführung vorgesehenen, aus den Hülsen in einfacher Weise
auszustanzenden, schlitzartigen Durchbrüchen versehen sind. In ebenso einfacher
Weise wird das gegenseitige Zentrieren und die Sicherung der Hülsen zueinander sowie
ihre Montage zu einer Baueinheit bei äußerst wirtschaftlicher Fertigung sicher und
zuverlässig bewirkt.
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In der Zeichnung sind einige Erfindungsbeispiele gemäß der Erfindung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Ausschnitt einer Kugelbüchse in perspektivischer
Ansicht, F i g. 2 einen Längsschnitt der Kugelbüchse nach Fig.
1,
F i g. 3 einen Querschnitt der Kugelbüchse gemäß der Linie III-111
der F i g. 21,
F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine andersartig ausgebildete
Kugelbüchse, F i g. 5 die Kugelbüchse der F i g. 4 teilweise im Schnitt
nach der Linie V-V der F i g. 4 und teilweise in Ansicht und F i
g. 6 einen Teil eines Längsschnittes durch eine weitere Ausführungsform einer
Kugelbüchse.
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Bei der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Kugelbüchse
hat die äußere Hülse 1, die einen glatten zylindrischen Mantel besitzt, vier
C-förmige, in axialer Richtung verlaufende Schlitze 2 sowie an den Rändern
je einen radial nach innen gerichteten Bord 3 und 4. Der Bord
3 ist dabei mit mehreren Nasen 5, mit der gleichen Anzahl wie C-förmige
Schlitze 2 vorhanden sind, versehen, die jeweils in an der inneren Hülse
6
befindlichen Nuten 7 eingreifen, wodurch eine Verdrehsicherung gegenüber
der äußeren Hülse erreicht ist. Die innere Hülse 6 besitzt ebenfalls einen
radial nach außen gerichteten Bord 8 und die gleiche Anzahl axial verlaufender
Schlitze 10 wie die äußere Hülse 1.
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Die Schlitze 10 werden beim Zusammenbau der Kugelbüchse den
C-förmigen Schlitzen 2 derart zugeordnet, daß eine Verbindung hergestellt und eine
in sich geschlossene Bahn für die eng a-neinanderliegenden Kugeln 11 gebildet
wird. Dabei sind die Schlitze 10 in der inneren Hülse 6 länger als
der Ab-
stand der Enden 12 der Schlitze 2 voneinander, um damit den Kugeln
11 die Möglichkeit zu geben, von der Wellenlaufbahn 13 auf die äußere
Fläche 14 der inneren Hülse 6 hochzusteigen. Zur Erleichterung werden die
Schlitze 10 an ihren Enden 15 verjüngt ausgeführt.
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Die Zentrierung der inneren Hülse 6 gegenüber der äußeren Hülse
1 erfolgt an dem einen Rand durch den nach außen gerichteten Bord
8 und an dem anderen Rand durch die zwischen den Nasen 5
des Bordes
3 befindlichen Nuten 16. Die Höhe der Nasen 5 bzw. die Tiefe
der Nuten 1.6 entspricht hierbei etwa der Wandstärke der inneren Hülse
6. In axialer Richtung ist die innere Hülse 6 durch die an den Nasen
5 anstehenden Nuten 7 sowie durch den Bord 8, der an dem Bord
4 anliegt, ßxiert.
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Beim Zusammenbau der Kugelbüchse ist der Bord 4 noch axial gerichtet,
so daß die innere Hülse 6 in die äußere Hülse 1 eingeführt werden
kann, und zwar so weit, daß die halbkreisförinigen Aussparungen 18 unterhalb
des Bogens 19 des C-förmigen Schlitzes 2 der äußeren Hülse 1 liegen,
damit die Kugeln 11 eingefüllt werden können. Nach dem
Einfüllen
der Kugeln 11 wird die Innenhülse 6 derart verschoben, daß die Nasen
5 in die Nuten 7 ineinandergreifen. Anschließend wird der Bord 4 der
Außenhülse 1 umgelegt. Damit ist die Innen- und Außenhülse, durch die der
Ringraum 17 gebildet wird, fest miteinander verbunden, und die Kugeln werden
abwechselnd in den Schlitzen 2 und 10
geführt.
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In den mit geringerer Breite als der Kugeldurchmesser ausgeführten
Schlitzen 10 befindet sich der tragende Anteil der Kugeln des jeweiligen
Kugelsatzes, der einerseits auf der Wellenlaufbahn 13 und andererseits auf
der inneren Fläche 20 der äußeren Hülse 1 zwischen den Enden 12 der C-förinigen
Schlitze 2 anliegt. Bei axialer Verschiebung der Welle 21 steigen die Kugeln
11 an den Enden 15 der Schlicze 10 hoch und gelangen damit
in die Schlitze 2, um in diesen auf der äußeren Fläche 14 der inneren Hülse
6 wieder zu den Schlitzen 10 zurückgeführt zu werden. Die Schlitze
2 sind ebenfalls schmäler als der Kugeldurchmesser, so daß die Kugeln
11 sowohl nach innen als auch nach außen gehalten werden.
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In den F i g. 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt,
bei dem die Außenhülse 23 bereits vor dem Zusammenbau mit zwei radial gerichteten
seitlichen Borden 24 und 25 versehen ist, wobei wiederum der Bord 24 Nasen
26 aufweist. Die Innenhülse 27 ist auf einer Seite mit einem nach
außen gerichteten Bord 28 versehen, und auf der anderen Seite besitzt sie
einzelne Lappen 29, die nach dem Zusammenstecken nach außen umgebogen werden.
Auch bei dieser Ausführungsforin ist eine gegenseitige Fixierung und Zentrierung
der inneren zur äußeren Hülse gegeben.
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In der Kugelbüchse nach F i g. 6 sitzt die innere Hülse
30 auf einer axial verschiebbaren Welle 31
fest, und die Kugeln
32 rollen in einer Bohrung 33
ab. Zu diesem Zweck ist hier die Innenhülse
30 in ihrer Wandstärke stärker ausgeführt als die Außenhülse 34 und mit zwei
radial nach außen gerichteten Borden 35 und 36 versehen. Außerdem
befinden sich die C-förmigen Schlitze 37 in der Innenhülse 30,
während
die Kuaeln 32 durch den in der Außenhülse 34 befindlichen axialen Schlitz
38 an die Laufbahn in der Bohrung 33 gelangen können. Diese Ausfüh-C
rungsform stellt eine Umkehrung der Kugelbüchse gemäß F i g. 2 dar.