DE2614158A1 - Kugelbuechse - Google Patents

Description

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SKP KÜG2LLAGERPABRIKEH GMBH Schweinfurt, 30. 3. 1975

TPA/til/He DT 76 0I5 DT

Kugelbüchse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelbüchse, bestehend aus einer Au3enhülse, die in der Bohrung am Umfang verteilt mehrere axial verlaufende, die Laufbahnen für die Kugeln der belasteten Zone bildende Vorsorünge besitzt, und einem in ler Hülse angeordneten Kugelkäfig, der am Umfang verteilt mehrere aus geradlinig und axial verlaufenden Führungsbahnen und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden Kugelführungen für die Aufnahme von endlosen Kugelreihen aufweist.

Kugelbüchsen dieser Art sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Bei einer dieser bekannten Ausführungen sind die die Laufbahnen für die Kugeln der belasteben Zone bildenden VorsDrünge vorzugsweise durch Prägen gebildet, wobei sie sich, jeweils ausgehend von einer in Büchsenlängsrichtung langgestreckten, im wesentlichen rechteckigen Basisfläche an der Hülseninnenseite gegen das Kugelbüchsenzentrum hin allseitig, pz/ramidenstumofartig bis zu jeweils einer langgestreckten, zu der Basisfläche im wesentlichen parallelen Kugellauffläche verjüngen. Um die stoßartigen Erschütterungen der Kugeln beim Auflaufen auf die Vorsprünge oder beim Ablaufen von den Vorsprüngen auf ein Minimum zu reduzieren oder möglichst ganz zu eliminieren, werden bei dieser bekannten Ausführung die geraden

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Bahnteile der Kugellaufbahnen im Käfig etwa in gleicher Länge ausgeführt wie die Kugellaufflächen der VorsprUnge und die gekrümmten Bahnteile des Käfigs verlaufen so, daß die Kugeln beim Auflaufen auf die Vorsprünge und beim Ablaufen von den Vorsprüngen über die entsprechenden Eckpunktbereiche der Basisfläche der Vorsprünge geführt werden (DT-PS 1 9I6 164). Diese bekannte Ausführung garantiert wohl optimale Laufbahnverhältnisse und Umlenkung auf kleinstem Raum, eine kontinuierliche Umlenkung findet hier nicht statt. Durch die relativ hohe Geschwindigkeit, die in der RUcklaufzone herrscht, wird die Kugel bevor sie auf die Rampe aufsteigt zusätzlich stark nach außen gedruckt, weil die Kugel ja bestrebt ist, auf gleicher Ebene weiterzulaufen. Im Scheitelpunkt der halbkreisförmigen Umlenkzone tritt die Kugel dann in eine Art Beharrungszustand ein. Das Beharren der Kugel in diesem Scheitelpunkt bewirkt außerdem einen Staudruck auf die nachfolgenden Kugeln im Rücklaufkanal. Dieses Verhalten der Kugeln führt dazu, daß im Scheitelpunkt der Umlenkzone starker Verschleiß auftritt und daß auf beiden Seiten des Kanals Einbuchtungen durch die gebremsten und seitwärts weggedrückten Kugeln entstehen. Dieselben Erscheinungen treten auch auf der Seite der Kugelbüchse auf, auf der die Kugeln aus den Laufbahnen austreten und in die Rückführbahn umgelenkt werden. Hier zeigt sich insbesondere Verschleiß im Pjidbereich der Laufbahnen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Kugelbüchse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine optimale Laufbahnlänge aufweist und dabei gleichzeitig einen gleichmäßigen und verschleiß- und störungsfreien Umlauf in der Umlenkzone gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, in der Bohrung der AußenhUlse an beiden Enden im Bereich der halbkreisförmigen Umlenkbahnen jeweils an die geradlinigen und axial verlaufenden FUhrungsbahnen sowohl der tragenden Laufbahnen als auch der Rücklaufbahnen geneigte,

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sich zu den Enden der Außenhülse hin erweiternde Flächen anzuschließen, die stufenlos ineinander übergehen. Nach einem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung können die geneigten Flächen durch eine einzige in die Endbereiche der Außenhülse eingearbeitete umlaufende Ringnut mit geneigter Seitenfläche gebildet werden.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kugelbüchse dargestellt sowie ein Schema der Abrollverhältnisse dieser erfindungsgemäßen Kugelbüchse den Abrollverhältnissen bei einer Kugelbüchse nach dem Stand der Technik gegenübergestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Kugelbüchse,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Kugelbüchse,

Fig. J eine Draufsicht von innen auf ein aus der Außenhülse ausgeschnittenes Segment, das den Endabschnitt einer geschlossenen KugelfUhrung erkennen läßt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Umlenkzone einer Kugelbüchse nach dem Stand der Technik und

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Umlenkzone der erfindungsgemäfien Kugelbüchse.

Die in Figur 1 bis J5 dargestellte Kugelbüchse weist eine Außenhülse 1 und einen zwischen der AußenhUlse und der Welle 2 angeordneten Kugelkäfig J auf. Der Kugelkäfig 3 enthält am Umfang verteilt mehrere aus geradlinig und axial verlaufenden FUhrungsbahnen 4 und 5 und diese Führungsbahnen 4 und 5 paarweise miteinander verbindende halbkreisförmige Umlenkbahnen

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6 und 7.bestehende Kugelführungen für die Aufnahme endloser Reihen von Kugeln 8 auf. Die Außenhülse 1 ist in der Bohrung mit mehreren am Umfang verteilten axial verlaufenden, die Laufbahnen 9 für die Kugeln 8 der belasteten Zone bildende Vorsprünge 10 versehen. Zwischen den einzelnen Vorsprüngen 10 sind die Rücklaufbahnen 11, die auf einem größeren Durchmesser als die Laufbahnen 9 auf den Vorsprüngen 10 liegen, angeordnet. Auf diese Weise werden die Kugeln 8 im Bereich der Rücklaufbahnen 11 außer Kraftschluß mit der Welle 2 gebracht und können so entgegen der allgemeinen Bewegungsrichtung der Kugelbüchse zurücklaufen.

Gemäß der Erfindung sind in der Bohrung der Außenhülse 1 an beiden Enden im Bereich der halbkreisförmigen Umlenkbahnen 6 und 7 jeweils an die geradlinigen Führungsbahnabschnitte 4 und 5 anschließend geneigte sich zu den Enden der Außenhülse 1 hin erweiternde Flächen 12 vorgesehen, die stufenlos ineinander übergehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden die geneigten Flächen 12 durch eine einzige in die Endbereiche der Außenhülse 1 eingearbeitete umlaufende Ringnut 1? mit geneigter Seitenfläche gebildet. Der Grund dieser Ringnut 13 liegt dabei auf einem Durchmesser der größer ist als die lichte Weite zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Rücklaufbahnen 11. Auf diese Weise entsteht, wie insbesondere aus Figur 2 zu ersehen ist, sowohl am Ende der Rücklaufbahn als auch am Ende der Laufbahn 9 auf den Vorsprüngen 10 eine schräge Rampe 12 auf der praktisch die gesamte Umlenkung der Kugeln 8 beim Ein- und Auslauf in die Laufbahnen 9 stattfindet.

Wie aus Figur 3 zu ersehen ist, ist es zweckmäßig, die geneigten Flächen so anzuordnen, daß die Kugeln 8 beim Einlauf in die gerade Führungsbahn sich noch auf der geneigten Fläche 12 befindet, oder mit anderen Worten gesagt, daß der Schnittpunkt der halbkreisförmigen Umlenkbahn 6 mit der Mittellinie der Laufbahn 9 noch im Bereich der geneigten Flächen 12 liegt. Das hat den Vorteil, daß die Kugel beim Einlauf bereits in die gerade Laufrichtung gebracht wird, ohne daß sie gleich belastet wird. Dadurch wird der sonst bei den bekannten Kugelbüchsen auftretende Verschleiß auf-

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grund der "Bohrreibung¹¹ der Kugel vermieden. Die geringfügige Verkürzung der tragenden Länge der Laufbahn 9 ist dabei praktisch ohne Einfluß auf die Tragfähigkeit.

In Figur 4 ist eine Draufsicht auf die Umlenkung einer Kugelbüchse nach dem Stand der Technik dargestellt. Wie bereits in der Einleitung beschrieben, ist bei dieser bekannten Ausführung lediglich im Anschluß an die die Laufbahn 9 bildenden Vorsprünge 10 eine Rampe Ik vorgesehen. Die aus der Rücklaufbahn 11 kommenden Kugeln 8 haben eine hohe Geschwindigkeit, die die Scheitelkugel 8',bevor sie auf die Rampe 14 aufsteigen kann, axial nach außen drücken. Die Kugel hat das Bestreben, auf der gleichen Höhe weiterzulaufen. Im Punkt X tritt dann die Kugel in eine Art Beharrungszustand, der neben starken Verschleißerscheinungen auch einen Staudruck auf die nachfolgenden Kugeln in der Rücklaufbahn 11 ausübt. Die Kugeln werden dabei abwechselnd nach beiden Seiten an die Ränder der Rücklaufbahn 11 gedrückt und hinterlassen dort Eindrückungen, die für einen reibungslosen und geräuscharmen Ablauf der Kugeln schädlich sind. In gleicher Weise erfolgt der Auslauf der Kugeln aus den Laufbahnen 9. Auch hier verharrt die Kugel am Eckpunkt der Rampe 14, die aus der Laufbahn 9 tretenden Kugeln werden dadurch abgebremst und es bildet sich Verschleiß am Ende der Laufbahn 9.

In der Figur 5 ist der Ablauf der Kugeln im Bereich der Umlenkbahnen 6 bzw. 7 der erfindungsgemäßen Kugelbüchse dargestellt. Die Kugeln 8, die aus der Rücklaufbahn 11 kommen, werden nach Eintritt in die Umlenkbahn 6 zunächst auf gleicher Höhe in eine gekrümmte Bahn gebracht. Nach kurzer Strecke schließt sich die geneigte Fläche 12 an, in der die Kugeln auf zunehmendem Durchmesser stetig umgelenkt und dann auf stetiger Steigung in die Laufbahn 9 eingeführt werden. Dadurch wird in der Umlenkzone ein kontinuierlicher Umlauf der Kugeln erzielt, ohne daß durch sprungartige Übergänge die Kugeln stark verzögert werden und damit Verschleiß eintritt.

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Claims (1)

1. 26H158

   SKP KUGELLAGERFABBIKEN GMBH Schweinfurt, 50. J5. I976

   Patentansprüche

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   (ΐ.)Kugelbüchse, bestehend aus einer Außenhülse, die in der Bohrung am Umfang verteilt mehrere axial verlaufende die Laufbahnen für die Kugeln der belasteten Zone bildende Vorsprünge besitzt, und einem in der Hülse angeordneten Kugelkäfig, der am Umfang verteilt mehrere aus geradlinig und axial verlaufenden Führungsbahnen und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden Kugelführungen für die Aufnahme von endlosen Kugelreihen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung der Außenhülse (1) an beiden Enden im Bereich der halbkreisförmigen Umlenkbahnen (6, 7) jeweils an die geradlinigen und axial verlaufenden Führungsbahnen (4, 5) sowohl der tragenden Laufbahnen (9) als auch der Rücklaufbahn (11) geneigte, sich zu den Enden der Außenhülse hin erweiternde,stufenlos ineinander übergehende Flächen (12) anschließen.

   2, Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Flächen (12) durch je eine einzige in die Endbereiche der Außenhülse eingearbeitete umlaufende Ringnut (13) mit geneigter Seitenfläche gebildet werden.

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