DE1266575B - Thrust ball bearings - Google Patents

Description

Schubkugellager Bekannt ist ein Schubkugellager mit einem einzigen, die Welle auf dem ganzen Umfang umfassenden Kugelumlauf. Eine derartige Ausführung hat den Nachteil, daß die unter Belastung stehenden Kugeln sämtliche übrigen Kugeln des Lagers über die ganze Länge der Kugellaufbahn vor sich herschieben müssen, was wegen der hohen Belastung in den Kurven nicht möglich ist.Thrust ball bearing Known is a thrust ball bearing with a single, recirculating ball bearing around the entire circumference of the shaft. Such a design has the disadvantage that the balls under load all other balls of the bearing over the entire length of the ball track in front of you, what is not possible because of the high load in the curves.

Ferner ist ein Schubkugellager mit einer Vielzahl von auf den Umfang der Welle gleichmäßig verteilten Kugelumläufen bekannt. Diese Kugelumläufe sind ellipsenförmig, also zwischen den Wendekurven nicht geradlinig; ihre Achsen stehen im rechten Winkel zur Wellenachse. Die ellipsenförmige Ausführung der Kugelumläufe ist sehr umständlich in der Herstellung und daher unverhältnismäßig teuer.Furthermore, a thrust ball bearing with a variety of on the circumference the shaft evenly distributed ball recirculation known. These ball circuits are elliptical, so not straight between the turning curves; their axes stand at right angles to the shaft axis. The elliptical design of the ball circuits is very cumbersome to manufacture and therefore disproportionately expensive.

Schließlich sind Schubkugellager für geradlinige Wellenführung mit einer Vielzahl von auf den Umfang verteilten, je in sich geschlossenen, zwischen den Wendekurven geradlinigen Kugelumläufen nicht mehr neu. Bei dieser Ausführung wälzen sich die die Last tragenden Kugeln der Kugelumlaufreihe auf ein und derselben Mantellinie der geführten Welle ab, was raschen Verschleiß und ungünstige Fettverteilung zur Folge hat.Finally, thrust ball bearings are used for straight shaft guidance a variety of distributed on the circumference, each closed, between the turning curves of rectilinear ball circulations are no longer new. In this version the load-bearing balls of the recirculating ball series roll on one and the same The surface line of the guided shaft decreases, resulting in rapid wear and unfavorable grease distribution has the consequence.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schubkugellager der letzterwähnten bekannten Ausführung den Verschleiß zu verringern und die Fettverteilung zu verbessern.The invention is based on the object of a thrust ball bearing the last-mentioned known design to reduce wear and tear and the distribution of grease to improve.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Achsen der Kugelumläufe die Wellenachse in spitzen Winkeln schneiden, wobei die Kugelumläufe untereinander parallel oder gegeneinander geneigt sein können.The solution to this problem is that the axes of the ball circuits cut the shaft axis at acute angles, whereby the ball circuits are below each other can be parallel or inclined to one another.

Ein Kugelumlauf oder mehrere Kugelumläufe können in an sich bekannter Weise unter der Einwirkung von vorhandenes Lagerspiel ausgleichenden Federkräften stehen. Dabei können die Kugelumläufe, was an sich ebenfalls bekannt war, mit der Welle entgegen der Wirkung der Federn kippbar sein.One or more ball circuits can be known per se Way under the action of existing bearing play compensating spring forces stand. The ball circuits can, which was also known per se, with the The shaft can be tilted against the action of the springs.

Kugelumläufe, deren Achsen die Wellenachse im spitzen Winkel schneiden, waren an sich bei Kupplungen bekannt, bei denen die Axialbewegung eines Teiles über die Kugelumläufe in eine Drehbewegung eines Außenteiles unter gleichzeitiger Axialbewegung des letzteren umgesetzt werden. Dabei laufen die schraubenlinienförmig angeordneten Kugelreihen in entsprechend schraubenlinienförmigen Vertiefungen dreier konzentrisch ineinander angeordneter Teile. Wie erwähnt, handelt es sich hierbei nicht um Schubkugellager, sondern um Kupplungen.Circles of the ball, the axes of which intersect the shaft axis at an acute angle, were known per se in clutches in which the axial movement of a part over the revolutions of the ball in a rotary movement of an outer part with simultaneous axial movement of the latter to be implemented. The helically arranged ones run Rows of balls in corresponding helical depressions three concentric nested parts. As mentioned, these are not thrust ball bearings, but about clutches.

Zum Stand der Technik sei auch noch erwähnt, daß Kugellager bekannt waren, bei welchen die Laufkugeln in dem Kugelträger sowohl in dessen Längsrichtung als auch quer dazu versetzt zueinander angeordnet sind und der Kugelträger in dem Außenlaufkörper nicht nur drehbar, sondern auch axial verschiebbar ist. Diesem Kugellager fehlen Kugelumläufe im Sinne der vorliegenden Erfindung.Regarding the state of the art, it should also be mentioned that ball bearings are known were, in which the running balls in the ball carrier both in its longitudinal direction as well as transversely to it are arranged offset to one another and the ball carrier in the Outer running body is not only rotatable, but also axially displaceable. This ball bearing there are no recirculating balls for the purposes of the present invention.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele. Es stellt dar F i g. 1 den Schnitt durch Lager und Welle längs Linie S-S zu F i g. 2 senkrecht zur Welle, F i g. 2 den achsparallelen Schnitt durch das Schubkugellager, F i g. 3 das Bild der beanspruchten Wellenoberfläche mit Kugelablaufbahnen, F i g. 4 bis 6 Skizzen der Bewegungsvorgänge im Lager, und zwar F i g. 4 den Schnitt in Achsrichtung der Welle, F i g. 5 den Schnitt parallel zur Achsrichtung der Welle, F i g. 6 den Schnitt senkrecht zur Achsrichtung der Welle, F i g. 7 ein Schubkugellager mit kippbaren und federnd angedrückten Lagerführungen bei Normalstellung der Welle, F i g. 8 dasselbe Lager bei Kippstellung der Welle. Gemäß den F i g. 1 bis 6 kreuzt die Tragkugelführung 4 des Schubkugellagers 2 unter dem Winkel 13 (a) die Achse der gelagerten Welle 1. Dadurch werden die Tragkugeln S der endlosen umlaufenden Tragkugelkette des Schubkugellagers 2 beim Hin-und Hergang der Welle 1 durch die Führungskanten 6 und 7 des Kugelumlaufs 3 so seitlich abgelenkt, daß sie auf der Welle 1 innerhalb der Fläche 12 Ablaufbahnen 9 einhalten, die die Wellenachse unter dem Winkel 14 (cx/2) kreuzen und bei einem Kugeldurchmesser d voneinander den Abstand 15 (d - sin 11/z a) haben. Infolge der seitlichen Ablenkung durch die Führungskanten 6 des Kugelumlaufs beim Bewegen der Welle 1 in der einen Richtung und durch die gegenüberliegenden Führungskanten 7 bei Bewegung in entgegengesetzter Richtung führen die Tragkugeln 8, die infolge der pulsierenden Bewegungen der Welle 1 Drehbewegungen 21 um ihre Achsen 17 und infolge der Ablenkung durch 6 oder 7 Drehbewegungen 22 um ihre Achsen 16 ausführen möchten, als Kombination dieser Bewegungen Verdrehbewegungen 23 um ihre Kugelmittelpunkte 18 aus.The figures show exemplary embodiments. It represents F i g. 1 shows the section through the bearing and shaft along line SS to FIG. 2 perpendicular to the shaft, F i g. 2 the axially parallel section through the thrust ball bearing, FIG. 3 the picture of the stressed shaft surface with ball run-off tracks, F i g. 4 to 6 sketches of the movement processes in the warehouse, namely F i g. 4 shows the section in the axial direction of the shaft, FIG. 5 shows the section parallel to the axial direction of the shaft, FIG. 6 shows the section perpendicular to the axial direction of the shaft, FIG. 7 a thrust ball bearing with tiltable and resiliently pressed bearing guides in the normal position of the shaft, FIG. 8 the same bearing when the shaft is tilted. According to FIGS. 1 to 6, the ball bearing guide 4 of the thrust ball bearing 2 crosses the axis of the supported shaft 1 at the angle 13 (a) of the recirculating ball 3 so laterally deflected that they adhere to drainage tracks 9 on the shaft 1 within the surface 12, which cross the shaft axis at the angle 14 (cx / 2) and at a ball diameter d from each other the distance 15 (d - sin 11 / za ) to have. As a result of the lateral deflection by the guide edges 6 of the recirculating ball when moving the shaft 1 in one direction and by the opposing guide edges 7 when moving in the opposite direction, the supporting balls 8 lead, as a result of the pulsating movements of the shaft 1, rotational movements 21 about their axes 17 and want to perform as a result of the deflection by 6 or 7 rotary movements 22 about their axes 16, as a combination of these movements, rotary movements 23 about their spherical centers 18 from.

Durch die Verdrehbewegungen 23 der Tragkugeln 8 und das Hin- und Herwandern der Ablaufbahnen 9 auf der Parallelogrammfläche 12 mit den Seiten 10 (maximal axiale Wellenbewegung) und 11 (Länge der Tragkugelführung), innerhalb der bei rein pulsierenden Wellenbewegungen die Berührungspunkte zwischen den Tragkugeln 8 und der Welle 1 liegen, kommen immer neue, gut mit Schmierfilm versehene Punkte der Tragkugeln. und der Welle miteinander in Berührung und wandern die auftretenden Beanspruchungen an Kugeln und Welle über die gesamte Oberfläche der Tragkugeln 8 und über die Fläche 12 der Welle 1. Dabei walzt jede der Tragkugeln $ von dem auf der Welle vorhandenen Schmierfilm 19 einen Schmiermittelwulst 20 von ihrer Ablaufbahn 9 auf die Ablaufbahnen 9 der danebenliegenden Tragkugeln 8 und sichert dadurch hier gute Schmierung und eine laufende Schmiermittelverteilung auf der Fläche 12. Letztere wird noch dadurch weiter verbessert, daß die unbelastet rücklaufenden Tragkugeln, die Schmiermittel mit sich führen, auf der Fläche 12 die Ablaufbahnen 9 der belasteten Tragkugeln kreuzen.Due to the twisting movements 23 of the supporting balls 8 and the back and forth wandering of the drainage tracks 9 on the parallelogram surface 12 with the sides 10 (maximum axial wave movement) and 11 (length of the supporting ball guide), within which the points of contact between the supporting balls 8 and 8 in the case of purely pulsating wave movements shaft 1 , there are always new points on the support balls that are well provided with a lubricating film. and the shaft in contact with each other and the stresses occurring on the balls and shaft migrate over the entire surface of the supporting balls 8 and over the surface 12 of the shaft 1. Each of the supporting balls rolls a lubricant bead 20 from the lubricating film 19 on the shaft Drainage track 9 on the drainage tracks 9 of the adjacent supporting balls 8 and thereby ensures good lubrication and an ongoing lubricant distribution on the surface 12. The latter is further improved by the fact that the unloaded returning supporting balls, which carry lubricant with them, on the surface 12 the drainage tracks 9 of the loaded supporting balls cross.

Bei pulsierenden Bewegungen der Welle 1 behalten die Tragkugeln eine richtungskonstante Drehbewegeng 22 bei, da sie je nach Bewegungsrichtung der Welle 1 einmal an der Führungskante 6, das andere Mal an der Führungskante 7 entlangrollen. Dieses Beibehalten der Drehrichtung sichert ein besseres Arbeiten des Schubkugellagers und verhindert ein Abreißen des Schmierfilms.With pulsating movements of the shaft 1, the support balls keep one direction constant Drehbewegeng 22 at, as it depends on the direction of movement of the shaft 1 roll along the leading edge 6 once, the other time along the leading edge 7. This retention of the direction of rotation ensures that the thrust ball bearing works better and prevents the lubricating film from tearing off.

Bei der Ausführung der F i g. 7 und 8 wird die Tragkugelführung der unbelasteten Seite durch Federungselemente 27 so angedrückt, daß ein eventuell vorhandenes Lagerspiel verschwindet. Bei Kippbewegungen der Welle 1 um einen Winkel 30 (ß) folgen beide Tragkugelführungen dem Kippen der Welle 1 und werden infolge der um den Abstand 29 gegeneinander verschobenen Dreh- bzw. Abstützpunkte 24 und 26 beim Kippen fest gegen die Welle 1 gedrückt. Dabei kippt hier die Führung der belasteten ; Seite um die Drehachse 24, die der unbelasteten Seite stützt sich über eine Berührungslinie 26 ihrer Kurvenfläche gegen das äußere Tragrohr 32 ab, Mit zunehmendem Kippwinkel wandert die Berührungslinie 26 immer weiter nach außen, so daß auch der Abstand 29 von Drehpunkt 24 zu Abstützpunkt 26 immer größer wird.When executing the F i g. 7 and 8 is the ball bearing guide of the unloaded side pressed by spring elements 27 so that a possibly existing Bearing play disappears. When tilting the shaft 1 follow an angle 30 (ß) both support ball guides the tilting of the shaft 1 and are due to the distance 29 pivot points or support points 24 and 26 displaced from one another firmly when tilting pressed against shaft 1. The leadership of the burdened tilts here; page around the axis of rotation 24, that of the unloaded side is supported by a line of contact 26 of their curved surface against the outer support tube 32, with increasing tilt angle If the contact line 26 moves further and further outwards, so that the distance 29 from pivot point 24 to support point 26 becomes larger and larger.

Bei einer derartigen Kippbewegung der Welle 1 wächst somit mit zunehmendem Kippwinkel 30 der Anpreßdruck der beiden Tragkugelführungen, d: h., die Kippbewegung der Welle wird selbsttätig bei gleichmäßig über alle Tragkurbeln 8 verteiltem Druck abgefangen.With such a tilting movement of the shaft 1, the contact pressure of the two supporting ball guides increases with increasing tilting angle 30 , i.e. the tilting movement of the shaft is automatically absorbed when the pressure is evenly distributed over all supporting cranks 8.

Die in F i g. 1 bis 8 gebrachten Ausführungen von Schubkugellagern dienen nur zur Erklärung des Erfindungsgedankens, ohne die gegebenen Möglichkeiten zu erschöpfen. Es ist ohne weiteres möglich, durch die Wahl der Ausführung, Anordnung und Lage von festen oder kippbaren Tragkugelführungen (parallele oder gegeneinander geneigte Führungeg um Drehpunkte, Drehachsen, Abvc%älzkurven oder eine Kombination von ihnen, kippbare Führengen -, Anpreßfedern oder elastisches Material) den verschiedensten gestellten Anforderungen Rechnung zu tragen.The in F i g. 1 to 8 versions of thrust ball bearings serve only to explain the idea of the invention, without the given possibilities to exhaust. It is easily possible through the choice of design and arrangement and position of fixed or tiltable ball bearing guides (parallel or against each other Inclined guides around pivot points, axes of rotation, Abvc% älzkurven or a combination of them, tiltable guides, compression springs or elastic material) the most diverse to take into account the requirements.

Für die Unteransprüche 2 und 3 wird selbständiger Schutz nicht begehrt.Independent protection is not sought for the dependent claims 2 and 3.

Claims (1)