DE2442258A1

DE2442258A1 - Laengsfuehrungslager

Info

Publication number: DE2442258A1
Application number: DE2442258A
Authority: DE
Inventors: Albert Richard Mccloskey
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1974-09-04
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FR2244933A1; JPS5059644A; CA1010097A; FR2244933B3; US3876264A

Description

HOCKWELL INTERNATIONAL
CORPORATION

600 Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15219
V.St.A.

Unser Zeichen: R 845

Längs führungslager

Die Erfindung betrifft ein Längsführungslager, welches sich entlang einer Welle mit kreisförmigem Querschnitt bewegen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Längsführungslager, welches innerhalb eines Gehäuses montiert werden kann, und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei die innere Hülse eine mittlere öffnung für den Durchgang einer Welle hat und wobei die innere Hülse mehrere Führungen bildende Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager aufweist, wobei diese Kugeln während eines Teils ihres Umlaufes die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an mehreren Laufbahnoberflächen berührt, die an dieser inneren Hülse vorgesehen sind, wobei erfindungsgemäß die äußere Hülse einen sphärischen Sitz an ihrer' äußeren Oberfläche aufweist, der integral mit der Hülse ausgebildet ist, um Fehlfluchtungen zwischen dem Gehäuse und der Welle aufzunehmen.

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Es sind zahlreiche derartige Längsführungslager mit umlaufenden Kugeln bekannt. Die bekannten Lager weisen einen großen Verschleiß an ihren entsprechenden Bauteilen auf.

Einer der Hauptgründe eines vorzeitigen Verschleißes in Längsführungslagern kann direkt auf eine Pehlfluchtung der Welle gegenüber 'dem Gehäuse zurückgeführt werden, in dem das Längsführungslager angeordnet ist. Ein geringer Grad einer Pehlfluchtung erzeugt' ein Pressen der Welle gegenüber den verschiedenen umlaufenden Kugeln und dieses Pressen erzeugt ein Ankratzen der Kugeln, der Welle und der verschiedenen Laufbahnoberflächen, von denen die Kugeln in ihrem belasteten Zustand getragen werden.

Es wurden bereits Versuche unternommen, derartige Fehlfluchtungen aufzunehmen, und zwar unter Verwendung komplizierter und teuerer Gestaltungen, die jedoch nur einen geringen Erfolg hatten.

Es ist deshalb ein Hauptziel der Erfindung, ein Längsführungslager zu schaffen, welches in einem Gehäuse montiert werden kann und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei durch diese innere Hülse eine Welle hindurchgeht und wobei die innere Hülse mehrere Führungen bestimmende Laufbahnen für den Umlauf der Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager aufweist, wobei diese Kugeln während eines Teiles ihrer Umlaufbahn die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an mehreren Laufbahnoberflächen berühren, die an der inneren Oberfläche vorgesehen sind, wobei die äußere Hülse erfindungsgemäß einen sphärischen Sitz an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, der integral mit der äußeren Hülse ausgebildet ist, um Fehlfluchtungen zwischen dem Gehäuse und der Welle aufzunehmen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Längsführungslager zu schaffen, welches insbesondere dazu geeignet ist,

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mechanische Fehlfluchtungen der Welle gegenüber dem Gehäuse, in dem das Lager montiert ist, aufzunehmen, wobei diese mechanischen Fehlfluchtungen diejenigen sind, die hauptsächlich durch Montage und Fabrikationsungenauigkeit des gesamten Lagersystems hervorgerufen werden.

Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, ein hochwirksames Längsführungslager zu schaffen, welches billig hergestellt werden kann und einfach in der Gestaltung ist.

Es ist auch ein Ziel der Erfindung, ein Längsführungslager zu schaffen, welches zusammen mit sogenannten Standardgehäusen verwendet werden kann, wodurch Extrazubehörteile und äußere Zubehörteile entfallen können.

Es gehört auch zu den Zielen der Erfindung, ein Längsführungslager zu schaffen, welches unter Verwendung von Massenfertigungstechniken hergestellt werden kann.

Zu den Zielen der Erfindung gehört es auch, ein Längsführungslager zu schaffen, welches bestimmte dynamische .Fehlfluchtungen aufnehmen kann. ·

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung und Einzelheiten des Aufbaus des Längsführungslagers sollen in den folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt eine Seitenschnittansicht eines Längsführungslagers, welches auf einer Welle montiert ist.

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäß ausgebildete Längsführungslager mit 10 bezeichnet. Dieses Längsführungslager 10 kann insbesondere für eine Längsführung an einer Welle 12 montiert werden. . Das Längsführungslager 10 weist eine äußere Hülse Ik und eine innere Hülse 16 auf. Die äußere

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Oberfläche der inneren Hülse 16 kann eine polyhedronale Form haben und kann mehrere nicht dargestellte axial sich erstreckende ebene Oberflächen aufweisen. Die innere Hülse 16 weist ferner mehrere geschlossene Schleifenführungsbahnen 18 auf, die Laufbahnen für den Umlauf der lastaufnehmenden Kugeln 20 bilden. Die innere Oberfläche der äußeren Hülse 14 kann ebenfalls eine polyhedronale Form haben. Die innere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist mehrere axial sich erstreckende ebene Oberflächen auf. Die Form der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 14 entspricht im wesentlichen der Form der äußeren Oberfläche der inneren Hülse 16. Die äußere Oberfläche der inneren Hülse 16 kann deshalb mit der inneren Oberfläche der äußeren Hülse an den entsprechenden axial sich erstreckenden ebenen Oberflächen eine registerhaltige Lage einnehmen.

Mehrere axial sich erstreckende Lagerlaufbahnen 22 sind an der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 14 vorgesehen.

Halterungen wie beispielsweise Sprengringe 24 sind an jedem Ende des Längsführungslagers 10 vorgesehen, um die innere Hülse 16 in der äußeren Hülse 14 zu verankern und um dadurch die Betriebsintegrität des Längsführungslagers IO sicherzustellen. Die Sprengringe 24 halten die axiale Lage der inneren Hülse 16 gegenüber der äußeren Hülse 14 aufrecht. Die im vorstehenden erwähnte Registerstellung der axial sich erstreckenden ebenen Oberflächen der inneren Hülse 16 und der äußeren Hülse 14 halten die. radiale Stellung der inneren Hülse 16 gegenüber der äußeren Hülse 14 aufrecht.

Die äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist ein Merkmal auf, durch das sich die Erfindung wesentlich von den bekannten Lagern unterscheidet. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die äußere Oberfläche tatsächlich aus mehreren verschiedenen Oberflächen besteht, von denen jede

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bestimmte einander ergänzende Punktionen ausführt.

Die äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist Ringnuten 26 auf. Diese Ringnuten 26 sind dazu bestimmt, Halterungenwie beispielsweise Sprengringe 28 aufzunehmen.

Die Sprengringe 28 halten das Längsführungslager 10 in . axial fester Lage gegenüber dem Gehäuse 30. Das Gehäuse 30 weist im wesentlichen die Form eines Zylinders auf und bildet die Einrichtung, durch die das Längsführungslager 10 mit einem Maschinenelement, einer Vorrichtung oder dergleichen verbunden ist, wie beispielsweise einer Werkzeughalterung, wobei diese Teile nicht dargestellt sind. Das Gehäuse 30, welches manchmal auch als Hülse bezeichnet wird, ist an einem derartigen Maschinenelement durch Halterungen, die nicht dargestellt sind, befestigt. Als Halterungen können Schrauben vorgesehen sein. Es kann auch ein Preßsitz oder dergleichen vorgesehen sein. Typische Ausführungsbeispiele des Gehäuses 30 sind im dem Katalog LB-2 der Rockwell International Corporation dargestellt. Diese Gehäuse werden unter dem Markennamen UNILIN der Rockwell International Corporation verkauft.

Die äußere Oberfläche der äußeren Hülse 14 weist einen ringförmigen sphärischen Sitz 32 auf, der aus dem Material, welches die äußere Hülse 14 bildet, herausgearbeitet ist.

Der sphärische Sitz 32 ist integral mit der äußeren Hülse ausgebildet und besteht aus dem gleichen Material wie die äußere Hülse 14. Die Höhe des sphärischen Sitzes, die durch den Krümmungsradius bestimmt wird, kann im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Enden 3¹J der äußeren Hülse 14 entsprechen.

Die äußere Hülse 14 weist ferner zwei ringförmige Aussparungen 36 und 38 auf, die gegenüber dem Durchmesser der Enden 34 einen verminderten Durchmesser haben. Diese Aus-

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sparungen 36 und 38 schließen den sphärischen Sitz 32 ein, so daß der sphärische Sitz 32 als ein abgerundeter und stumpf sphärischer Abschnitt bezeichnet werden kann.

Die innere Oberfläche 40 des Gehäuses 30 ist üblicherweise zylindrisch und weist einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich oder etwas größer als der Außendurchmesser der äußeren Oberfläche 34 der äußeren Hülse 14 ist. Es ist zu erkennen, daß der sphärische Sitz 32 einen Punktkontakt mit der inneren Oberfläche 40 des Gehäuses 30 hat. Ferner erlauben es die ringförmigen Aussparungen 36 und 38, daß sich das Gehäuse 30 etwas gegenüber dem Längsführungslager 10 und der Welle 12 verschwenkt und umgekehrt. Der Grad der Verschwenkung, der etwa 2° betragen kann, ermöglicht es der Gesamtlageranordnung, Fehlfluchtungen der Welle 12 gegenüber dem Gehäuse 30 und den zugeordneten Maschirienelementen aufzunehmen.

Die Fehlfluchtung, die üblicherweise auftritt, ist eine statische Fehlfluchtung, d.h. eine Fehlfluchtung,die in das System eingebaut ist, beispielsweise die Fehlfluchtung, die durch eine nicht genau ausgefluchtete Welle hervorgerufen werden kann. Die Verschwenkung des Gehäuses 30 gegenüber dem Längsführungslager 10 und der Welle 12 nimmt auch bis zu einem bestimmten Grad dynamische Fehlfluchtungen auf, wie sie durch verschiedene Lastvektoren erzeugt werden.

Es sei bemerkt, daß die Aufnahme von statischen und dynamischen Fehlfluchtungskräften durch die Erfindung erzielt wird ohne daß spezielle Zubehörteile, Teile und dergleichen verwendet werden, wobei lediglich im Lager vorhandene Komponenten verwendet werden, wie beispielsweise Standardgehäuse 30.

Fig. 1 zeigt, daß der ringförmige sphärische Sitz 32 in der Mitte der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14 angeordnet ist. Es sei bemerkt, daß der ringförmige sphärische

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Sitz 32 auch in einer Lage gegenüber der Mitte versetzt an der äußeren Oberfläche der äußeren Hülse 14 angeordnet werden kann, um einen größeren Grad von Fehlfluchtungen aufzunehmen, die in einer Richtung auftreten können. Ein derartiger, seitlich versetzter sphärischer Sitz 32 kann an verschiedenen Längsführungslagern 10, die die gleiche Welle 12 tragen, in entgegengesetzten Stellungen vorgesehen sein, so daß jedes Längsführungslager-10 die Fehlfluchtungsaufnahmefähigkeit des anderen Lagers ergänzt.

Der ringförmige sphärische' Sitz 32 kann mit einem selbstschmierenden Kunststoff beschichtet sein wie beispielsweise mit Polytetrafluoräthylen. Dies ist nicht dargestellt.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Details beschränkt ist und daß Abänderungen vorgenommen werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims

Patentansprüche

Längsführungslager, welches in einem Gehäuse montiert werden kann und welches eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, die konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt, wobei die innere Hülse eine mittlere öffnung für den Durchgang einer Welle aufweist und wobei die innere Hülse eine Anzahl von Führungen bestimmende Laufbahnen für den Umlauf von Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und dem Lager aufweist, wobei die Kugeln während eines Teiles ihres Umlaufes die Welle und die innere Oberfläche der äußeren Hülse an mehreren Laufbahnen berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (14) einen sphärischen Sitz (32) an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, der integral mit der Hülse ausgebildet ist, um Fehlfluchtungen zwischen dem Gehäuse (30) und der Welle (12) aufzunehmen.
2. Längsführunslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Sitz in der Mitte der äußeren Hülse angeordnet ist.
3. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Sitz gegenüber der Mitte versetzt an der Außenseite der äußeren Hülse angeordnet ist.
4. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Sitz ein ringförmiger sphärischer Sitz ist.
5. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Sitz mit einem selbstschmierenden Kunststoff beschichtet ist.
6. Längsführungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, · daß der sphärische Sitz aus der ursprünglichen äußeren Oberfläche der äußeren Hülse herausgearbeitet ist.

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