DE2053636A1 - Rolling bearings for unlimited longitudinal and rotary movements - Google Patents

Description

wälzlager für unbegrenzte Iängsr und Drehbewegungen Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, das gleichzeitig periphere und axiale Bewegungen in beliebiger hublänge zu übertragen vermag. Insbesondere kann ein solches wälzlager dazu verwendet werden, zur Ubertragung von Mikrowellen dienende Rundhohlleiter in sie koaxial umgebende ochutzrohre einzuführen. Eine neuartige Verlegemethode derartiger ohlkabel besteht nämlich darin, das Hohlkabel in das umgebende koaxiale schutzrohr mittels einer Seilwinde über eine rollende reibung zwischen Hohikabel und schutzrohr vermittelnde Glieder einzuziehen. Dabei zeigt sich, daß das Hohlkabel beim Einziehen in Krümmungen neben der axialen eine periphere Bewegungskomponente erfährt, also zum Wälzen neigt. Aus diesem grunde sind die maximalen Einziehlängen nicht durch den an sich geringeren Reibungskoeffizienten für rollende Reibung, sondern durch den für gleitende Reibung bestimmt, weil die bisher verwendeten Rollenkränze bzw. Kugelkränze nur in axialer Richtung eine z.T. rollende Reibung ergaben.rolling bearings for unlimited longitudinal and rotary movements The invention relates to a rolling bearing that allows simultaneous peripheral and axial movements in any able to transmit stroke length. In particular, such a rolling bearing can be used for this purpose be used for the transmission of microwaves round waveguide in them coaxially surrounding Introduce protective tubes. There is a novel laying method for such ohlkabel namely, the hollow cable in the surrounding coaxial protective tube by means of a Cable winch mediating a rolling friction between the hollow cable and the protective tube To pull in limbs. This shows that the hollow cable bends when it is pulled in In addition to the axial, a peripheral movement component experiences, i.e. it tends to roll. For this reason, the maximum draw-in lengths are not due to the lower ones Coefficient of friction for rolling friction, but rather by that for sliding friction determined because the roller and cage assemblies or ball and cage assemblies used so far only in axial Direction resulted in partly rolling friction.

Wälzlager für unbegrenzte längs- und Drehbewegungen sind n sich bereits bekannt. Sie besitzen beispielsweise mehrere in einem Käfig über den Umfang verteilt angeordnete, jeweils in einem geschlossenen Kreislauf geführte Kugelreihen, auch als "Kugelbüchse bezeichnet. Von den zylindrischen Rollenbahnen dieser Kugelreihen ist die eine, e. B. die des Lageraußenrings, mit Aussparungen derart ausgerüstet, daß der rücklaufende Teil der Kugelreihen entlastet ist.Rolling bearings for unlimited longitudinal and rotary movements are n themselves known. For example, you have several in a cage around the circumference arranged rows of balls, each guided in a closed circuit, also referred to as "Ball Bushing. From the cylindrical roller tracks of these rows of balls is the one, e. B. that of the bearing outer ring, equipped with recesses in such a way that the returning part of the rows of balls is relieved.

Da Da bei diesen bekannten Ausführungsformen der Kugelkäfig mit dem Außenring verbunden ist, können bei der Drehbewegung die Kugeln nicht frei abrollen, eondern sind mit gleitender Reibung auf einer der Laufbahnen geführt (U-Iatentschrift Nr. There Since in these known embodiments of Ball cage is connected to the outer ring, the balls can during the rotary movement do not roll freely, but are with sliding friction on one of the raceways led (U-Iatentschrift No.

2 516 486).2,516,486).

Um diese Verklemmung des Lagers bei Drehbewegungen zu vermeiden ist es bereits bekannt,die einzelnen Xugelrethen im Käfig, der axial festgelegt, in Umfangsrichtung dagegen lose ist, ungleichmäßig, die Aussparung der betreffenden Hollbahnen dagegen gleichmäßig verteilt anzuadnen, derart, daß im ungünstigsten «'all drei im Winkelabstand von 1200 voneinander entfernte ugelreihenteile, im günstigsten Fall dagegen Teile aller Kugelreihen tragen (DAS Nr. 1 213 174).In order to avoid this jamming of the bearing during rotary movements it is already known, the individual Xugelrethen in the cage, which is axially fixed in In contrast, the circumferential direction is loose, unevenly, the recess in question Hollbahnen, on the other hand, should be evenly distributed, in such a way that in the worst case «'All three ugelreiheneile at an angular distance of 1200 from each other, in the cheapest Case, however, carry parts of all rows of balls (DAS No. 1 213 174).

Ein solches Wälzlager setzt einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau voraus; da alle Kugeln in einem geschlossenen Kreislauf die gleiche weschwindigkeit aufweisen, wird eine rollende Reibung bei der bekannten Konstruktion nur bei gleichzeitig axialen und peripheren Bewegungen innerhalb bestimmter Verhältnisse zueinander auftreten, nicht Jedoch, wenn die axiale bzw. periphere Komponente ausfällt. Soll ein solches ;wälzlager als Einschubwälzlager zum einziehen von Hohlkabeln in sie koaxial umgebende Schutzrohre ausgebildet werden, 60 würde das eine entsprechende Bearbeitung des äußeren Schutzrohres auf dessen Innenseite voraussetzen. Außerdem würde ein solchermaßen auf seiner Innenseite bearbeitetes Schutzrohr sich bewegen. Die bekannte Lösung zur Ermöglichung von unbegrensten Längs- und Drehbewegungen scheidet also für die oben erwähnte spezielle Aufgabe grundsätzlich aus.Such a roller bearing has a relatively complicated structure in advance; because all balls move at the same speed in a closed circuit have a rolling friction in the known construction only at the same time axial and peripheral movements occur within certain relationships to each other, Not, however, if the axial or peripheral component fails. Should such a ; roller bearings as push-in roller bearings for pulling hollow cables into the coaxially surrounding them Protective tubes are formed, which would require a corresponding processing of the the outer protective tube on the inside. Besides, such a thing would the protective tube machined on its inside move. The well-known solution to enable unlimited longitudinal and rotary movements is different for the special task mentioned above.

Auch das erfindungsgemäße ilälziager soll unbegrenzte Länge- und Drehbewegungen ausführen können und ist mit mehreren über den Umfang verteilten und in Umfangarichtung beweglich angeordneten, in in jeweils einen geschlossenen Kreislauf geführten Kugelreihen versehen. s ist die Aufgabe der Erfindung, einen einfacheren Aufbau für ein solches Wälzlager anzugeben, das sich in einer weiterentwickelten Ausführungsform insbesondere als ninschubwälzlager zum einziehen von Hohlkabeln in sie umgebende koaxiale Schutzrohre eignet.The ilälziager according to the invention should also have unlimited length and rotational movements can perform and is with several distributed over the circumference and in the direction of the circumference movably arranged, in each in a closed circuit provided with guided rows of balls. It is the object of the invention to provide a simpler one Specify structure for such a rolling bearing, which is further developed in a Embodiment in particular as a sliding roller bearing for pulling in hollow cables in surrounding coaxial protective tubes.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der geschlossene Umlauf der einzelnen Kugelreihen m den vuerschnitt eines die Aelle umgebenden rings erfolgt, dessen Innenradius wenigstens um den Kugeldurchmesser größer sls die zu lagernde Welle, dessen Außenradius mindestens um den Kugeldurchmesser kleiner als der Innenradius des umgebenden Außenrantels ist, und daß an den beiden Stirnseiten des rings mindestens je ein weiteres die axialen Kräfte aufnehmendes wälzlager angeordnet ist Eine besonders einfache Ausfürungsform ergibt sich dann, wenn der Außenradius des rings derart klein gewählt ist, Jaç' die Kugeln zwischen dem Ring und dem als lageraußenring ausgebildeten Außenmantel entlastet zurücklaufen können, während der Innenra diu des rings derart klein gewählt ist, daß die umlaufenden Kugeln eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ring und der Welle vermitteln. Damit die Kugelreihen und die Kugeln der Iie axialen Kräfte aufnehmenden Wälzlager die gleiche Abrollgeschwindigkeit aufweisen, verhalten sich die hbrolldurchmesser des die axialen Kräfte aufnehmenden Wälzlagers an der jeweils zur iellenachse abgeschrägten Stirnfläche des ins uni der Rollbahn des Lageraußenrings wie die Abrolldurchmesser der Kugelreihen an der elle und an der Innenseite des Rings. in solches Wälzlager ist einfach im Aufbau und läßt sich mit Vorteil für die Lagerung von ellen verwenden, die neben der Drehbewegung gleichzeitig oder nacheinander eine Axialbewegung ausführen müssen. Ein L:in5chubwälzlager zum binziehen von iohlkabeln in in koaxial umgebende Schutzrohre, bei dem die Kugelreihen auf dem Wellenmantel entlastet laufen und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem schutzrohr und dem Ring eintreten soll, erfordert zusätzliche Zwischenglieder zur Übertragung der Axialkräfte. ill man nämlich zur Erzielung gleicher Abrollgeschwin digkeit der Kugelreihen und der Kugeln des den Axialdruck aufnehmenden Eälzlagers die Abrolldurchmesser entsprechend der vorgehend beschriebenen Ausführungsform dimensionieren, so ergeben sich konstruktive Schwierigkeiten.This object is achieved according to the invention in that the closed Circulation of the individual rows of balls m the cross-section of a ring surrounding the eels takes place, the inner radius of which is at least larger by the diameter of the ball Supporting shaft, the outer radius of which is at least smaller than the ball diameter is the inner radius of the surrounding outer cantilever, and that on the two end faces of the ring at least one further roller bearing that absorbs the axial forces is arranged A particularly simple embodiment results when the outer radius des rings is chosen so small, Jaç 'the balls between the ring and the als bearing outer ring trained outer jacket can run back relieved while the Innenra diu of the ring is chosen so small that the surrounding balls one mediate positive connection between the ring and the shaft. So that Rows of balls and the balls of the roller bearings absorbing axial forces are the same Have rolling speed, the rolling diameter of the axial behave Forces-absorbing roller bearing on the end face which is beveled in each case to the shaft axis des ins uni of the raceway of the bearing outer ring like the rolling diameter of the rows of balls on the ulna and on the inside of the ring. in such a rolling bearing is simply im Structure and can be used with advantage for the storage of ellen, the next the rotary movement must execute an axial movement simultaneously or one after the other. An L: in 5 thrust roller bearing for pulling hollow cables in in coaxial surrounding protective tubes in which the rows of balls run relieved on the shaft jacket and a positive connection occurs between the protective tube and the ring requires additional links to transmit the axial forces. ill namely to achieve the same Abrollgeschwin speed of the rows of balls and the Balls of the roller bearing absorbing the axial pressure correspond to the rolling diameter Dimension the embodiment described above, so there are constructive Trouble.

Diese werden bei einem Einschubwälzlager in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch behoben, daß zwischen dem sing und den beidseitig angeordneten, die axialen aufnehmenden Kräfte aufnehmenden Wälzlager je ein weiteres, um eine senkrecht zur ellenachse angeordnete Achse umlaufendes Kugellager und, auf dem Umfang versetzt, je ein drittes um eine parallel zur Allen achse angeordnete Achse umlaufendes Kugellager zur Weiterleitung der axialen Kräfte vorgeeehen sind. eimer ist bei dieser Ausführungsiorm der Innenradius des hings derart groß gewählt, daß die Kugeln zwischen der Welle und dem hing entlastet zurücklaufen können und der Außenradius des Rings ist so groß gewählt, daß die umlaufenden Kugeln eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Hing und dem als feststehendes schutzrohr ausgebildeten Außenmantel vermitteln.In the case of a push-in roller bearing, these are used in a further embodiment the invention resolved that between the sing and the two-sided arranged, the axial absorbing forces absorbing roller bearings each one by one perpendicular to the axis of the shaft rotating ball bearing and, on the circumference offset, a third revolving around an axis parallel to the Allen axis Ball bearings for forwarding the axial forces are provided. bucket is with this one Ausführungsiorm the inner radius of the hings chosen so large that the balls between the shaft and the hung can run back relieved and the outer radius of the ring is chosen so large that the revolving balls form a positive connection between the hanging and the outer jacket designed as a fixed protective tube convey.

bie beiden zusätzlichen Kugellager könnten durch bekannte konstruktive Maßnahmen eie Schrägstellung oder liochschulterlager so ausgelegt werden, daß das gleiche Kugellager sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen kann und damit eines der beiden zusätzlichen Kugellager eingespart werden kann.bie two additional ball bearings could be made by known constructive Measures eie inclination or hole shoulder bearing are designed in such a way that the the same ball bearing can absorb both axial and radial forces and thus one of the two additional ball bearings can be saved.

Im folgenden werden anhand zweier figuren die beiden Ausführungsformen der erfindung näher erläutert.In the following the two embodiments are based on two figures the invention explained in more detail.

Die Figur 1 zeigt ein Wälzlager mit kraftschlüssiger Verbindung zwischen Nelle und Hing, die die Figur 2 zeigt ein Sinschubwalzlager mit kraftschlüssiger Verbindung zwischen einem glatten Schutzrohr und einem ring.Figure 1 shows a roller bearing with a force-fit connection between Nelle and Hing that Figure 2 shows a Sinschubwälzenlager frictional connection between a smooth protective tube and a ring.

Nie Figur 1 im unteren Schnittbild zeigt, laufen um den Pting d die in einem geschlossenen Umlauf geführten Kugeln a1 bzw. a2.Figure 1 in the lower sectional view never shows, run around the Pting d the balls a1 and a2 guided in a closed circuit.

Die Kugeln können in bekannter eise in einem nicht gezeichneten Kun3tstoff- oder Metallkäfig geführt sein. Die Kugeln der Kugelreihe sind an der Stelle a1 kraftschlüssig mit der Nelle i verbunden, während sie in der Stellung a2 unbelastet ihren Rücklauf antreten. Zwischen jeweils zwei dieser Kugelkreise a laufen axial die Kugeln g und übertragen lie Belastung auf den Ring e.The balls can be in a known manner in a plastic, not shown. or metal cage. The balls of the row of balls are non-positive at point a1 connected to the Nelle i, while in the position a2 it unloads its return compete. Between each two of these spherical circles a, the spheres g and run axially transferred load to the ring e.

Da die Kugeln a und g gleiche yinkelgeschwindigkeit aufweisen, können sie durch entsprechende konstruktive Ausbildung einen gemeinsamen Käfig erhalten. Die Anzahl der Kugeln a ist je nach auftretender Belastung beliebig zu verändern.Since the balls a and g have the same angular velocity, can they receive a common cage through appropriate structural training. The number of balls a can be changed as required depending on the load that occurs.

Die mit diesem Lager erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei allen axialen oder radialen Berührungspunkten nur rollende I2eibung auftreten kann. Dabei ist es gleichgültig, ob axiale und periphere Bewegungen gleichzeitig oder nacheinander auftreten.The advantages achieved with this camp are in particular: that at all axial or radial points of contact only rolling friction occurs can. It does not matter whether axial and peripheral movements are simultaneous or occur one after the other.

In der Figur 2 laufen ebenfalls um den Ring d die in einem Käfig b geführten Kugeln a. Auch hier könnte die Punktion des Käfigs b durch konstruktive Ausbildung auch von dem Käfig c übernommen werden. Die Kugeln der Kugelreihe sind in der Jtellung a1 kraftschlüssig mit dem äußeren ohr j verbunden, während sie in der stellung a2 unbelastet ihren Rücklauf antreten.In the figure 2 also run around the ring d in a cage b guided balls a. Here, too, the puncture of the cage b could be by constructive Training can also be taken over by the cage c. The balls of the row of balls are in position a1 it is positively connected to the outer ear, while in the position a2 start their return unloaded.

Die Kugeln in der Stellung a1 haben außerdem noch einen axialen Käfig c, der in seiner Ausbildung derart aufgebaut ist, daß er über die achse e und das Wälzlager f die axiale Kraft über die Kugeln g auf den fest auf der zelle sitzenden Ring h überträgt.The balls in position a1 also have an axial cage c, which is constructed in such a way that it is about the axis e and the Rolling bearings f the axial force through the balls g on the firmly seated on the cell Ring h transmits.

Die wälzlager f, die beidseitig auf dem Ring d laufen, ermbglichen lichen außerdem den freien Durchfall der Kugeln a vom Zustand a1 in Zustand a2. Die axialen Kräfte werden von den Kugeln a1 über den ning d, dem Wälzlager m mit der Achse k, und damit auch über die Kugeln g auf den fest auf der Welle (Hohlleiter) sitzenden hing h übertragen. Stellt man sich die jelle i nur drehend vor, so laufen die Kugeln al mit ihrem Käfig c wie jedes normale Kugellager zwischen dem Außenrohr j und dem lting d ab, wobei das Wälzlager f im Kugelkäfig c mitgenommen wird.The rolling bearings f, which run on both sides of the ring d, make it possible lichen also the free fall of the balls a from state a1 to state a2. The axial Forces are transmitted from the balls a1 via the ning d, the roller bearing m with the axis k, and thus also via the balls g to the ones firmly seated on the shaft (waveguide) hung h transferred. If you just imagine the jelle i rotating, the balls run al with its cage c like any normal ball bearing between the outer tube j and the lting d from, whereby the roller bearing f is carried along in the ball cage c.

Stellt man sich die ;ielle i nur in axialer Richtung schiebbar vor, so laufen die Kugeln a in ihrem Käfig b um den xlng a, zwischen dem Außenrohr und dem Ring d belastet, a1, und auf dem Rücklauf unbelastet,a2. Treten beide Bewegungen gleichzeitig auf, so übernehmen die Kugeln a, im Käfig b die ariale Abwälzung, ebenso übernehmen die/a1 in ihrem Käfig c die drehende Bewegung.If one imagines the; ielle i only slidable in the axial direction, so the balls a run in their cage b around the xlng a, between the outer tube and loaded on ring d, a1, and unloaded on the return, a2. Kick both movements at the same time, the balls a take over the arial rolling in the cage b, likewise take over the / a1 in their cage c the rotating movement.

Entscheided ist, daß die Kugeln al gleichzeitig in axialer und radialer Bewegung sich abwälzen können, und zwar auf der gleichen Lauffläche. Dadurch ist jede gleitende Reibung ausgeschlossen. Diese Bedingung muß insbesondere dann erfUllt werden, wenn das einzuschiebende Rohr auch Krümmungen ohne gleitende Reibung überwinden muß.It is decided that the balls al simultaneously axially and radially Movement can roll over, on the same running surface. This is any sliding friction is excluded. In particular, this condition must then be met if the pipe to be inserted can also overcome curves without sliding friction got to.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei allen radialen oder axialen Berührungspunkten nur rollende Reibung auftreten kann. Insbesondere bei ellen (Hohlleitern), Einschubes die durch Krümmungen gefUhrt werden, bei denen durch Biegungekräfte ein sogenannter "Drall" entsteht, ist dies wesentlich.The advantages achieved with the invention are in particular: that at all radial or axial points of contact only rolling friction occurs can. Especially with ellen (waveguides), insertions that lead through curves in which a so-called "twist" arises due to bending forces, this is the case essential.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Wälzlager für unbegrenzte Längs- und Drehbewegungen mit mehreren in über den Umfang verteilt und in Umfangsrichtung beweglich angeordneten Folgen Jeweils in einem geschlossenen Umlauf geführten Kugelreihen mit entladetem Rücklauf, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der geschlossene Umlauf der einzelnen Kugelreihen um den iuerschnitt eines die zelle umgebenden Rings (d) erfolgt, dessen Innenradius wenigstens um den Kugeldurchmesser größer als die zu lagernde elle, dessen Außenradius mindestens um den zugeldurchmesser kleiner als der Innenradius des umgebenden Außenmantels ist, und daß an den beiden Stirnseiten des Rings (d) mindestens Je ein weiteres, die axialen Kräfte aufnehmendes wälzlager (g) angeordnet ist.1. Rolling bearings for unlimited longitudinal and rotary movements with several in sequences distributed over the circumference and movably arranged in the circumferential direction Rows of balls each guided in a closed circuit with discharged return, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the closed circulation of the individual Rows of balls around the cross-section of a ring (d) surrounding the cell, whose Inner radius at least by the diameter of the ball larger than the elle to be stored, its outer radius is at least smaller than the inner radius by the seal diameter of the surrounding outer jacket, and that on the two end faces of the ring (d) at least one further roller bearing (g) that absorbs the axial forces is arranged is. 2. wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenradius des Rings (d) derart klein gewählt ist, daß die Kugeln (a2) zwischen dem Ring (d) und dem als Lageraußenring (e) ausgebildeten Außenmantel entlastet zurücklaufen können, während 1er Innenradius des rings (d) derart klein gewählt ist, daß die umlaufenden Kugeln (a1) eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ring (d) und der Welle (i) vermitteln,und daß die Abrolldurchmesser des die axialen Kräfte aufnehmenden wälzlagers (g) an der jeweils zur Wellenachse abgeschrägten otirnfläche des Rings (d) und der nollbahn des Iageraußenrings (e) sich wie die Abrolldurchmesser der Kugelreihen an der zelle und an der Innenseite des Rings (d) verhalten (Fig. 1). 2. rolling bearing according to claim 1, characterized in that the outer radius of the ring (d) is chosen so small that the balls (a2) between the ring (d) and run back relieved of the load on the outer casing designed as the bearing outer ring (s) can, while 1er inner radius of the ring (d) is chosen so small that the rotating balls (a1) a force-fit connection between the ring (d) and the shaft (i) convey, and that the rolling diameter of the absorbing the axial forces roller bearing (g) on the end face of the ring which is beveled to the shaft axis (d) and the nominal track of the bearing outer ring (e) are like the rolling diameter of the Rows of balls on the cell and on the inside of the ring (d) behave (Fig. 1). 3. Vvälzlager nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenradius des Rings (d) derart groß gewählt ist, daß die Kugeln (2) zwischen der zelle (i) und dem Ring (d) entlastet lastet zurücklaufen können und der Außenradius des rings so groß gewählt ist, daß die umlaufenden Kugeln (a1) eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ring (d) und dem als feststehendes Schutzrohr (j) ausgebildeten Außenmantel vermitteln, und daß zwischen dem ilng (d) und den beidseitig angeordneten, die axialen aufnehmenden Kräfte aufnehmenden wälzlagern (h, g) Je ein weiteres, um eine senkrecht zur ;ellenachee angeordnete Achse (e) umlaufendes ugellager (f) und, auf dem Umfang versetzt, Je ein um eine parallel zur .Yellenachee angeordnete Achse (k) umlaufendes Kugellager (m) zur Weiterleitung der axialen Kräfte vorgesehen ist (Fig. 2). 3. Vvälzlager according to claim 1, characterized in that the inner radius of the ring (d) is chosen so large that the balls (2) between the cell (i) and the ring (d) relieved load can run back and the outer radius of the ring is chosen so large that the rotating balls (a1) have a non-positive fit Connection between the ring (d) and the fixed protective tube (j) Mediate outer jacket, and that between the ilng (d) and the two-sided arranged, roller bearings absorbing the axial forces (h, g) one further each, ball bearing (f) revolving around an axis (e) perpendicular to the ellenachee and, offset on the circumference, one each arranged parallel to the .Yellenachee Axis (k) revolving ball bearing (m) provided for forwarding the axial forces is (Fig. 2). L e e r s e i t eL e r s e i t e