DE2019506B2 - Kugellager für axiale Bewegungen bezüglich einer Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugellager für axiale Bewegungen bezüglich einer Welle mit in Umfangsrichtung der Welle gegeneinander versetzten, in sich geschlossenen Kugelführungen, von denen jede aus zwei parallelen, im radialen Abstand voneinander angeordneten, geraden Abschnitten und zwei die beiden geraden Abschnitte an ihren Enden miteinander verbindenden Umlenkbögen besteht, mit einer Käfighülse, die die ersten geraden Führungsabschnitte für die, unmittelbar auf der Welle abwälzenden belasteten Kugein enthält, mit einer die Käfighülse umgebenden

ίο Traghülse, die die zweiten geraden Führungsabschnitte enthält und mit an die Endbereiche der Traghülse anschließenden, über den mittleren Bereich der Käfighülse nach außen vorspringenden Endabschnitten, die die Umlenkbögen enthalten, wobei die Käfighülse mit axial verlaufenden, über den Hülsenumfang nebeneinander angeordneten, länglichen Aussparungen versehen ist, welche sich im mittleren Bereich der Käfighülse bis in die Endbereiche der Käfighülse erstrecken, und wobei in den Endabschnitten den länglichen Aussparungen entsprechend zugeordnete gekrümmte Aushöhlungen vorgesehen sind, deren Krümmungsrücken zu dem entsprechenden Hülsenende hingerichtet ist.

Ein derartiges Kugellager ist bekannt (deutsche Patentschrift 8 70 049). Das bekannte Kugellager besteht aus einem massiven Lagerring, in dem die geraden Führungsabschnitte in Form von Bohrungen vorgesehen sind. Die den ersten geraden Führungsabschnitt repräsentierende Bohrung ist zur Innenseite des Lagerringes hin offen. Damit die Kugeln in dem ersten geraden Führungsabschnitt an der Welle abrollen können, ist auf diese eine besondere gehärtete Hülse aufgeschoben, welche mit parallel zur Wellenachse verlaufenden Führungsrillen versehen ist. Die Führungsrillen korrespondieren mit den erwähnten seitlich offenen Bohrungen. Die Umlenkbögen sind in Abschlußdeckeln vorgesehen, die an die Enden des massiven Lagerringes angesetzt sind. In welcher Form die Innenumlenkung der Kugeln in den Umlenkbögen erfolgen soll, geht aus der deutschen Patentschrift nur unvollständig hervor. Praktische Ausführungen des in der deutschen Patentschrift beschriebenen Kugellagers sind nicht bekannt geworden. Abgesehen von der komplizierten technischen Hcrstellungsweise des massiven Lagerringes und der Notwendigkeit, daß auf die Welle noch eine besondere mit Führungsrillen versehene Hülse aufgeschoben werden muß, erscheint insbesondere die Art der Kugelumlenkung in den gekrümmten Bahnteilen kaum praktikabel.

Aus den US-Patentschriften 24 93 342 und 24 51 359 sind jeweils Kugelbüchscn bekannt, deren Kugeln in geschlossenen Kugelführungen umlaufen. Die Kugelführungen bestehen aus zwei parallelen in radialem Abstand voneinander angeordneten geraden Führungsabschnitten und zwei Umlenkbögen, die die geraden Führungsabschnitte miteinander verbinden. Im belasteten, geraden Führungsabschnitt werden die Kugeln in Schlitzen einer Käfighülse geführt, auf deren Enden Endringe aufgesetzt sind, welche die Umlenkbögen enthalten. Der unbelastete gerade Führungs-ibschnitt ist in einer Traghülse enthalten, die im Fall der US-PS 24 93 342 aus zwei koaxial ineinander angeordneten Hülsen besteht, von denen die innere Hülse Nuten aufweist. Im Fall der US-PS 24 51 359 ist die Traghülse einstückig ausgebildet, wobei die unbelasteten, geraden Führungsabschnitte durch axiale Bohrungen gebildet sind.

Wesenllicher Nachteil der bekannten Kiigelhiiehscn

ist, daß die Kugeln in den Umlenkbögen über btüßsteilen zwischen der Käfighülse und den auf die Käfighülse aufgesetzten Endringen lauten müssen. Dip Umlenkung erfolgt somit nicht stoßfrei, wie es für einen guten Lauf Voraussetzung wäre.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Kugelbüchsen ist, daß zur Herstellung der Käfighüise relativ aufwendige Werkzeuge erforderlich sind Um d:s Schlitze in der Käfighülse gußtechnisch beherrschen zu können, sind Formwerkzeuge mit radialen Schiebern zum Einformen der die Kugeln führenden Schlitze erforderlich. Derartige Schieberwerkzeuge sind in der Anschaffung teuer und im Betrieb störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugellager für Axialbewegungen bezüglich einer Welle anzugeben, welches einerseits fertigungstechnisch einfach ist und andererseits eine stoßfreie Umlenkung der Kugeln ermöglicht.

Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Kugellager wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Käfighülse durch einen quer zur Hülsenachse verlaufenden Schnitt in zwei Käfighülsenhälften geteilt ist und daß an den Endbereichen der Käfighülsenhälften Hülsenwandverdickungen angeformt sind, in welche die Umlenkbögen eingearbeitet sind.

In den Umlenkbögen des Kugellagers treten somit keine Stoßstellen auf. Weiterhin kann die Hülse mit axial entformbaren Werkzeugen hergestellt werden. Derartige Werkzeuge sind nicht nur billiger in der Anschaffung, sondern auch weniger störanfällig in· Betrieb als die zur Herstellung der Käfighülse der bekannten Kugellager erforderlichen Schieberwerkzeuge.

Schließlich ist auch der Montugeaufwand des erfindungsgemäßen Kugellagers geringer, und die Montage gestaltet sich einfacher, da der belastete, gerade Führungsabschnitt einschließlich der Umlenkbögen in zwei Formteilcn eingefornit ist. Zur Montage müssen die beiden Käfighülsenhälfien lediglich von beiden Enden aus in die Traghülse soweit eingeschoben werden, bis die Teilungsenden der Käfighüise aneinanderstoßen. Zum gleichen Zweck müssen bei den bekannten Kugelbüchsen jeweils drei Formteile zusammengefügt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgcnd anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausfi:hrungsform des erfindungsgemäßen Kugellagers, das hier als offene Kugelbüchse ausgebildet ist;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das in F i g. 1 dargestellte Kugellager;

F i g. 3 eine Käfighülsenhälfte im Schnitt;

Fig. 4 eine Ansicht auf die in Fig. 3 dargestellte Käfighülsenhiilfte von der durch den Pfeil dargestellten Seite; F i g. 5 einen Längsschnitt durch die Zwischenhülse;

Fig.6 eine Frontansicht der in Fig. 5 dargestellten Zwischenhülsc;

F i g. 7 eine Ansicht eines Umlenkringes;

F i g. 8 einen Schnitt durch den in F i g. 7 dargestellten Umlenkring;

F i g. 9 einen Längsschnitt durch die Außenhülse;

Fig. 10 eine Frontansicht der in F i g. 9 dargestellten Außenhülse.

Das in den Fig. I bis 10 vollständig und im Detail b5 dargestellte Kugellager besteht im wesentlichen aus einer unmittelbar auf einer Welle 2 mit Spiel sitzenden Käfighülse 4 (Fig. 3 und 4), aus einer Zwischenhülsc 6 (Fig. 5 und 6), aus einer Außenhülse 8 (Fig.9 und 10) und aus Umlenkringen 16,18 (F i g. 7 und 8).

Die Käfighülse 4 besteht aus zwei durch einen zur Wellenachse senkrechten Schnitt geteilte Käfighülsenhäiften 4a, 4b. In den Fig.3 und 4 ist nur eine Käfighülsenhälfte dargestellt. Die Käfighülse 4 besteht aus Kunststoff. Sie ist mit axial verlaufenden, über den Hülsenumfang nebeneinander angeordneten, länglichen Aussparungen 32 versehen, die sich in dem mittleren Bereich der KäfighüLe 4 bis an deren Endbereiche erstreckt. Die Aussparungen 32 sind durch fingerförmige Stege 33 voneinander getrennt. Die Endbereiche der Käfighülse 4 weisen nach außen vorspringende Hülsenwandverdickungen 12, 14 auf. In den Hülsenwandverdickungen 12, 14 sind Aushöhlungen 34 vorgesehen, deren Grund — im axialen Schnitt gesehen — eine etwa haarnadelförmige Krümmung beschreibt, deren Rücken zu dem entsprechenden Hülsenende hin gerichtet ist. Jeder Ausnehmung 32 ist eine Aushöhlung 34 zugeordnet; dabei schließen sich die Aushöhlungen 34 tangential an die entsprechenden Aussparungen 32 an. Ferner sind die Hülsenwandverdickungen 12, 14 an ihrer dem Hülsenende abgewandien Seite mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 36 versehen, welche zur Aufnahme des noch näher zu beschreibenden Umlenkringes 16, 18 (Fig. 7 und 8) dient. Um ein gegenseitiges Verschieben der beiden Käfighülsenhälften 4a, 4b in Umfangsrichtung zu verhindern, sind die Teilungsenden der fingerförmigen Stege 33 wechselweise mit spitzen Einsteckkontakten 38 b/.w. mit entsprechend komplementären Ausnehmungen 40 versehen. Wie man aus Fig. 2 entnehmen kann, sitzt die Käfighülse 4 im zusammengebauten Zustand des Kugellagers mit Spiel auf der Welle 2.

Die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Zwischenhülse 6 besteht aus Metall. Sie weist eine glatte Innenseite auf: ihre Außenseite ist mit nutenförmigen Ausnehmungen 42 versehen, die sich in axialer Richtung über die gesamte Länge der Zwischenhülse 6 erstrecken. Die in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden nutenförmigen Ausnehmungen 42 sind durch Stege 44 voneinander getrennt.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Außenhülse 8 besteht aus einem einfachen glatten Rohr. An der Innenseite der Endbereiche der Außenhülse 8 sind in Umfangsrichtung verlaufende Nuten 20, 22 vorgesehen, die zur Aufnahme von Sicherungsringen 24,26 dienen.

Der in F i g. 7 und 8 dargestellte U mlenkring 16 bzw. 18 bildet den Endbereich der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Zwischenhülse 6. Er ist jedoch von der Zwischenhülse 6 getrennt und zeichnet sich durch eine Abrundung aus, die der Krümmung des Grundes 36 der in den Hülsenwandverdickung 14 vorgesehenen Aushöhlung 36 in F i g. 3 entspricht.

In den Fig. 1 und 2 ist das zusammengebaute Lager dargestellt. Die aus den beiden Käfighülsenhälften 4,7,4b zusammengesetzte Käfighüise 4 umgibt die Welle 2 mit Spiel. Die Käfighülse 4 ist ihrerseits in ihrem mittleren Bereich von der Zwischenhiilse 6 umgeben. Die Zwischenhülse 6 ist an ihrer Innenseite glatt und liegt auf den zwischen den Aussparungen 32 befindlichen fingerförmigen Stegen 33 auf. An die Enden der Zwischenhülse 6 sind die Umlenkringe 16, 18 angesetzt. Sie weisen mit ihren Abrundungen zu den Lagerenden hin. Die Umlenkringe 16, 18 bilden also praktisch die Endbereiche der Zwischenhülse 6. Die Zwischenhülse 6 ist ihrerseits von der Außenhülse 8 umgeben. Die glatte

zwischen den nutenförmigen Ausnehmungen 42 an der Zwischenhülsen-Außenseite befindlichen Stegen 44 auf. Ferner sitzt die Außenhülse 8 an ihren Enden auf den Hülsenwandverdickungen 12, 14 der Käfighülse 4. Die Außenhülse 8 überragt die Käfighülse 4 an beiden Enden. Durch in den Nuten 20, 22 der Außenhülse 8 eingesetzten Sicherungsringe 24, 26 wird verhindert, daß sich die Käfighülse 4 innerhalb der Außenhülse verschiebt. Die Zwischenhülse 6 ist zusammen mit den Umlenkringen 16, 18 ohnehin gegen ein axiales Verschieben durch die Hülsenwandverdickungen 12,14 der Käfighülse 4 gesichert.

Die Kugeln des zur axialen Bewegung auf der Welle 2 dienenden Lagers laufen in in sich geschlossenen Kugelführungen, welche in Ebenen liegen, die durch die Lagerachse führen. Die Ebenen der einzelnen Kugelfüh^rungen sind gegeneinander winkelversetzt. Die Kugclführungen bestehen aus einem unmittelbar an der Wellenoberfläche verlaufenden ersten geraden Führungsabschnitt, aus einem parallel zu dem ersten geraden Führungsabschnitt und mit einem radialen Abstand zu diesem verlaufenden zweiten geraden Führungsabschnitt und aus zwei die beiden geraden Führungsabschnitte an ihren Enden miteinander verbindenden Umlenkbögen. Die ersten geraden Führungsabschnitte sind von den in der Käfighülse 4 vorgesehenen Aussparungen 32 und von der glatten Innenseite der Zwischenhülse 6 gebildet. Die zweiten geraden Führungsabschnitte sind von den nutenförmigen Ausnehmungen 42 an der Außenseite der Zwischenhülse 6 und der glatten Innenseite der Außenhülse 8 gebildet. Die Umlenkbögen sind von den Aushöhlungen 34 in den Käfighülsenwandverdickungen 12,14 sowie von den die Endbereiche der Zwischenhülse 6 bildenden I Jmlenkringen 16,18 gebildet.

Das in den Fig. 1 bis IO dargestellte Kugellager ist eine offene Kugelbüchse. Die Erfindung ist selbstverständlich auf eine geschlossene Kugelbüchse in gleicher Weise anwendbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kugellager für axiale Bewegungen bezüglich einer Welle mit in Umfangsrichtung der Welle gegeneinander versetzten, in sich geschlossenen Kugelführungen, von denen jede aus zwei parallelen, im radialen Abstand voneinander angeordneten, geraden Abschnitten und zwei die beiden geraden Abschnitte an ihren Enden miteinander verbindenden Umlenkbögen besteht, mit einer Käfigiiülse, die die ersten geraden Führungsabschnitte für die unmittelbar auf der Welle abwälzenden belasteten Kugeln enthäjt, mit einer die Käfighülse umgebenden Traghülse, die die zweiten geraden Führungsabschnitte enthält und mit an die Endbereiche der Traghülse anschließenden, über den mittleren Bereich der Käfighülse nach außen vorspringenden Endabschnitten, die die Umlenkbögen enthalten, wobei die Käfighülse mit axial verlaufenden, über den Hülsenumfang nebeneinander angeordneten, länglichen Aussparungen versehen ist, welche sich im mittleren Bereich der Käfighülse bis in die Endbereiche der Käfighülse erstrecken, und wobei in den Endabschnitten den länglichen Aussparungen entsprechend zugeordnete gekrümmte Aushöhlungen vorgesehen sind, deren Krümmungsrücken zu dem entsprechenden Hülsenende hin gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighülse (4) duich einen quer zur Hülsenachse verlaufenden Schnitt in zwei Käfighülsenhälften (4a, 4b) geteilt ist und daß an den Endbereichen der Käfighülsenhälften (4a, Ab) Hülsenwandverdickungen (12, 14) angeformt sind, in welche die Umlenkbögen (34) eingearbeitet sind.

2. Kugellager nach Anspruch 1, bei dem die Traghülse aus einer Zwisctienhülse und einer die Zwischenhülse umgebenden Außenhülse besteht, wobei die Zwischenhülse an ihrer Außenseite mit sich über ihre ganze Länge eistreckenden axial verlaufenden, über den Hülsenumfang nebeneinander angeordneten, nutenförmigen Ausnehmungen versehen ist, und wobei die Außenhülse in ihrem mittleren Bereich mit ihrer glatten Innenseite auf den zwischen den nutenförmigen Ausnehmungen an der Zwischenhülsen-Außenseite verbleibenden Stegen sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Endberciche der Zwischenhülse (6) von gesonderten Umlenkringen (16,18) gebildet sind.

3. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (8) etwas länger als die Käfighülse (4) ist und diese an beiden Enden überragt und daß an der Innenseite der beiden Außenhülsen-Endbereiche eine ir, Umfangsrichtung verlaufende Nut (20, 22) zur Aufnahme je eines Sicherungsringes (24, 26) vorgesehen ist, wobei die beiden Sicherungsringe (24, 26) ein axiales Verschieben der Käfighülse (4) in der Außenhülse (8) verhindern sollen.

4. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfighülse (4) und die Umlenkringe (16, 18) aus Kunststoff und die übrigen Teile (6,8, 24, 26) aus Stahl bestehen.