DE2406046A1

DE2406046A1 - Kugelbuechse fuer laengsbewegungen

Info

Publication number: DE2406046A1
Application number: DE19742406046
Authority: DE
Inventors: Erich Burkl; Rainer Schuerger; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1975-08-28
Also published as: SE7500540L; FR2260711B1; SE400818B; IT1027490B; GB1491097A; FR2260711A1

Description

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Kugelbüchse mit in einem Käfig aus Kunststoff oder dergleichen geführten Kugeln, die in der belasteten Zone radial nach innen aus dem Käfig herausragen und auf der gegenüberliegenden Seite auf axial gerichteten Laufbahnen von Laufeinsätzen aus Stahl abrollen, die im Außenumfangs-Bereich des Käfigs angeordnet sind und denen in der lastfreien Zone je ein parallel verlaufender Rücklaufkanal zugeordnet ist, der durch stirnseitige Umlenkkanäle mit der belasteten Zone verbunden ist.

Eine derartige Kugelbüchse ist bekannt. Dabei sind die einzelnen Laufeinsätze mit beiden Längsseiten im Käfig verankert, während die Rücklaufkanäle radial nach innen durch den Käfigwerkstoff verschlossen sind; die lastfreien Zonen - die Rücklaufkanäle - sind von den belasteten Zonen durch axial verlaufende Stege des Käfigs getrennt.

Die einzelnen Laufeinsätze der bekannten Kugelbüchse sind über die Länge ballig ausgeführt, um Schiefstellungen einer Welle ausgleichen zu können. Da die Laufeinsätze aus im wesentlichen ebenen Platten mit geringem Trägheitsmoment bestehen, können sich diese bei Belastung der Kugelbüchse leicht durchbiegen, was sich ungünstig auf die Steifigkeit und auf die Tragfähigkeit der Kugelbüchse auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelbüchse zu schaffen, die bei hoher Lebensdauer eine große Tragfähigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einer Kugelbüchse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Laufeinsatz jeder belasteten Zone als Schenkel eines im Querschnitt mehrfach abgewinkelten Segmentes ausgebildet ist, dessen radial innerer Schenkel den zugehörigen Rücklaufkanal der lastfreien Zone bohrungsseitig abdeckt.

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SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Blatt - Y-

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Diese Lösung hat gegenüber der bekannten Konstruktion den Vorteil, daß durch die mehrfach abgewinkelte Gestaltung der Segmente die Steifigkeit der Laufeinsätze wesentlich erhöht wird. Bei gleicher Wandstärke der aus Blech herzustellenden Segmente der Erfindung und der Laufeinsätze der bekannten Ausführung wird eine Erhöhung der Steifigkeit der Laufeinsätze um die Größenordnung einer Zehner-Potenz erzielt. Die Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Kugelbüchse ist somit wesentlich höher als die der zum Stand der Technik zählenden.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Segmente im Querschnitt Z-förmig abgewinkelt, wobei der beide Schenkel verbindende Steg den Rücklaufkanal von der belasteten Zone trennt. Auf diese Weise wird der Querschnitt des Käfigs besser ausgenützt, was sich durch eine Erhöhung der Tragfähigkeit bemerkbar macht, weil entweder größere Kugeln oder mehr Kugelreihen eingesetzt werden können. Da die Kugeln außer - wie bekannt - in der belasteten Zone auch in der lastfreien Zone sowie in den Umlenkkanälen auf Stahl-Laufbahnen abrollen, ergibt sich ein geringerer Verschleiß und damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Kugelbüchse.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung weisen die Segmente zur Ermöglichung von Kippbewegungen am Außenumfang der Laufeinsätze eine in Längsrichtung verlaufende Krümmung auf. Dadurch kann sich bei schiefgestellter Welle eine gesamte Kugelreihe (Laufeinsatz, Rücklaufkanal und Umlenkkanäle) entsprechend einstellen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kugelbüchse entlang der Linie I-I der Figur 2,

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SKP KTOEXIiAGERFABRIKEN GlVBH Blatt -

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Figur 2 eine Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Kugelbüchse,

Figur 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform mit U-förmigen Segmenten und

Figur 4-6 Querschnitte durch Varianten der in Figur 1 gezeigten Kugelbüchse.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kugelbüchse enthält einen Käfig 1 aus Kunststoff, dessen axial verlaufende Trennungsstege 2 die beiden Stirnringe J5 miteinander verbinden. Zwischen Je zwei Trennungsstegen 2 ist ein aus Stahl bestehendes, Z-förmiges Segment 4 eingesetzt. Auf jedem dieser Segmente 4 rollen Kugeln 5 ab, die in endloser Reihung angeordnet sind.

Bevor die Segmente 4, deren Wandstärke im wesentlichen gleichbleibend ist, in ihre Z-Form gebogen worden sind, wurden im ebenen Zustand axial gerichtete Laufbahnen 6 für die belastete Zone sowie Laufbahnen für die lastfreie Zone und die Umlenkkanäle 7 eingeprägt.

Die radial äußeren Laufbahnen 6 sind in der belasteten Zone der Kugelbüchse angeordnet, aus der die Kugeln 5 radial nach innen aus dem Käfig 1 herausragen, um in Berührung mit einer nicht gezeigten Welle zu treten, die relativ zur Kugelbüchse axial verschiebbar sein soll. Der radial äußere Schenkel jedes Segmentes 4 bildet den Laufeinsatz 8 aus Stahl, während der radial innere Schenkel 9 den in der lastfreien Zone liegenden Rückführkanal 10 bohrungsseitig abdeckt. Der radial innere Schenkel 9 ist mit dem Laufeinsatz 8 durch einen Steg 11 verbunden, der somit den Rücklaufkanal 10 von der belasteten Zone trennt.

Die maximale Länge jedes Steges 11 entspricht der Länge der Laufbahn 6, wie in Figur 2 zu erkennen ist. Daneben ist es möglich, die Segmente 4 mit dem Steg 11 enden zu lassen. Bei einer solchen Ausführung sind zwar die Umlenkkanäle 7 in das Kunststoffmaterial des Käfigs 1 eingearbeitet, aber es wird dadurch der Vorteil erkauft, daß die Laufbahnen in den Segmenten 4 durchgehend geschliffen werden können.

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SKP KUQEIiLAGERPAERIKEN GIVBH Blatt - Jf -

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Die Z-förmigen Segmente 4 sind mit ihren Schenkeln längsseitig in Aussparungen 12 des Käfigs 1 eingeschnappt. Statt dessen können die Segmente 4 mit ihren stirnseitigen Enden in ähnliche Aussparungen 1J> des Käfigs 1 eingreifen.

Zum Einfüllen der Kugeln 5 können diese im Bereich der Rücklaufkanäle 10 von außen eingeschnappt werden, wobei der elastische Werkstoff des Käfigs 1 nachgiebig ist. Ein Herausfallen der Kugeln 5 bei nicht eingebauter Kugelbüchse ist nicht möglich.

Um bei Schiefstellungen einer Welle Einstellbewegungen zu ermöglichen, können die Segmente 4 am Außenmantel der Laufeinsätze 8 eine in Längsrichtung verlaufende Krümmung aufweisen (nicht dargestellt).

In Figur 1 ist angedeutet, daß die Berührungspunkte A der Kugeln 5 in radialen Ebenen liegen. Auf diese Weise wird jede Kugel 5 zwischen der Laufbahn und dem nicht dargestellten Gehäuse bzw. der ebenfalls nicht dargestellten Welle geführt und läuft drallfrei um. Dadurch ist die Reibung beim Abrollen der Kugeln äußerst gering, was sich günstig auf die Lebensdauer der Kugelbüchse auswirkt.

Der aus Kunststoff bestehende Käfig 1 läßt sich mit Hilfe von einfachen Radialschiebern problemlos herstellen. Wenn im Bedarfsfall der Radius der Umlenkkanäle 7 in geringen Grenzen geändert werden muß, braucht nur das Prägewerkzeug für die Herstellung der Segmente 4 geändert zu werden; der Käfig 1 kann seine Form beibehalten. Es ist außerdem vorteilhaft, daß der nachträgliche Einbau größerer Kugeln 5 leicht möglich ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kugelbüchse besteht darin, daß die Segmente 4 einfach gehärtet werden können; für vorgesehene Präzisionsausführungen können die gehärteten Segmente 4 allseitig nachgeschliffen werden.

Bei der in Figur 3 gezeigten Kugelbüchse sind die Segmente 4 im Querschnitt U-förmig abgewinkelt. In der belasteten Zone ragen die Kugeln 5 durch einen Schlitz l4 zwischen dem radial inneren Schenkel 9 und dem Steg 11 aus der

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SKP KUGELLAGERPAERIKEN GNEH Blatt - 5*"-

Bohrung der Kugelbüchse heraus. Die Verbindung zwischen dem Schenkel 9 und dem Laufeinsatz 8 stellt der Steg 11 im Bereich der Umlenkkanäle 7 her.

Die Ausführung gemäß Figur 4 unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten dadurch, daß die Z-förmigen Segmente 4 je eine axial verlaufende Versteifungsrippe 15 aufweisen. Mit dieser stützt sich das Segment 4 im eingebauten Zustand an der Bohrung eines Gehäuses ab.

In Figur 5 ist zu erkennen, daß der Laufeinsatz 8 jedes Segmentes 4 dadurch versteift ist, daß er doppelwandig gefalzt ist.

Beim Laufeinsatz 8 der Kugelbüchse entsprechend Figur 6 schließlich wird die Biegefestigkeit durch zwei axial verlaufende Versteifungsrippen 15 erhöht.

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Claims

SKF KUGELLAGERFAHiIKEN GtfEH Schweinfurt, ^l. 1.1974

Patentansp r U c h e

f 1. 'Kugelbüchse mit in einem Käfig aus Kunststoff oder dergleichen geführten Kugeln, die in der belasteten Zone radial nach innen aus dem Käfig herausragen und auf der gegenüberliegenden Seite auf axial gerichteten Laufbahnen von Laufeinsätzen aus Stahl abrollen, die im Außenumfangs-Bereich des Käfigs angeordnet sind und denen in der lastfreien Zone je ein parallel verlaufender Rücklaufkanal zugeordnet ist, der durch stirnseitige Umlenkkanäle mit der belasteten Zone verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufeinsatz (8) jeder belasteten Zone als Schenkel eines im Querschnitt mehrfach abgewinkelten Segmentes (4) ausgebildet ist, dessen radial innerer Schenkel (9) den zugehörigen Rücklaufkanal (10) in der lastfreien Zone bohrungsseitig abdeckt.

2. Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufeinsätze (8) Versteifungsrippen (15) aufweisen.

J5. Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufeinsätze (8 ) doppelwandig gefalzt sind.

4. Kugelbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) im Querschnitt Z-förmig abgewinkelt sind und der beide Schenkel verbindende Steg (ll) den Rücklaufkanal (1O) von der belasteten Zone trennt.

5· Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) im Querschnitt U-förmig abgewinkelt sind.

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.6. Kugelbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Segmente (4) im wesentlichen gleichbleibend ist.

7· Kugelbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) mit ihren stirnseitigen Enden in Aussparungen (13) des Käfigs (l) befestigt sind.

8. Kugelbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) mit ihren Schenkeln längsseitig in Aussparungen (12) des Käfigs (l) eingeschnappt sind.

9· Kugelbüchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) zur Ermöglichung von Kippbewegungen am Außenmantel der Laufeinsätze (8) eine in Längsrichtung verlaufende Krümmung aufweisen.

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