DE2832744A1

DE2832744A1 - Kugelbuechse

Info

Publication number: DE2832744A1
Application number: DE19782832744
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandenstein; Horst M Ing Grad Ernst; Armin Olschewski; Lothar Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1980-02-07
Also published as: IT1122631B; JPS5520989A; US4307920A; IT7924484A0; DE2832744C2; FR2433674A1; FR2433674B1; GB2026624A; GB2026624B

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 1978-07-21

TPA-Gl/gr DT78030DT

Kugelbüchse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelbüchse, bestehend aus einem Käfig mit mehreren am Umfang verteilten, aus axial verlaufenden Führungsbahnen für die belasteten und unbelasteten Kugeln und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden, halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden Kugelführungen, in denen endlose Kugelreihen angeordnet sind, und aus einer über den Käfig geschobenen Außenhülse mit in der Bohrung axial verlaufenden Laufbahnen für die Kugeln, wobei die axialen Laufbahnen für die unbelasteten Kugeln auf einem größeren Durchmesser liegen als die axialen Laufbahnen für die belasteten Kugeln und beide axial verlaufenden Laufbahnen in der Außenhülse radial nach außen geschlossen sind.

Bei einer Kugelbüchse dieser Art ist die Außenhülse aus relativ dickwandigem Material gefertigt, in deren Bohrung axial verlaufende Ausnehmungen für die Aufnahme der entlasteten Kugeln eingearbeitet sind, während die dazwischen liegenden, radial nach innen vorstehenden Abschnitte als Laufbahnen für die belasteten Kugeln dienen. In den Bereichen der halbkreisförmigen Umlenkzonen für die geschlossenen Kugelreihen ist die Außenhülse mit kegelstumpfförmigen Erweiterungen versehen, die in Ringnuten übergehen. Der Grund dieser Ringnut liegt dabei auf gleichem Durchmesser wie die Rücklaufbahnen für die entlasteten Kugeln (DE-OS 1575 658). Diese bekannte Kugelbüchse erfordert einen großen Aufwand an Material und bei.der Her-

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stellung. Weiterhin sind die radialen Abmessungen der Außenhülse relativ groß, so daß auch die radiale Bauhöhe der gesamten Kugelbüchse sehr groß ist. Das dadurch bedingte höhere Gewicht ist .in vielen Anwendungsfällen ebenfalls von Nachteil.

Es ist weiterhin eine Kugelbüchse bekannt, bei der die Außenhülse durch ein den Käfig umgebendes, verhältnismäßig dünnwandiges Rohrstück mit glattem Innenmantel gebildet ist, das in dem Bereich, in dem die Kugeln unbelastet sind, durchgehende Schlitze von geringerer Breite als der Kugeldurchmesser aufweist. Je nach der Wandstärke dieses Rohrstückes sind die Schlitze C-förmig (DE-AS 1194 649 und DE-AS 1266 574) oder ausschließlich axial verlaufend ausgebildet (DE-AS 1262 691). Die C-förmige Ausbildung des Schlitzes hat den Nachteil, daß beim Härten der Außenhülse die durch den C-förmigen Schlitz eingeschlossenen Lappen der Außenhülse einem Verzug unterliegen, der in zusammengebautem Zustand dazu führt, daß die Kugeln in ihren Führungen nicht einwandfrei abrollen können, sondern zum Teil eingeklemmt werden. Beiden letztgenannten Ausführungen gemeinsam ist der Nachteil, daß durch die Schlitze im Bereich des Mittelabschnittes der Außenhülse, d.h. , in dem Bereich, in dem auch die tragenden Zonen liegen, die Festigkeit der Außenhülse ungünstig beeinflußt wird. Das gilt in gleicher Weise auch für den Käfig, dessen Inseln, d. h. , die zwischen den Führungsbahnen jeder geschlossenen Kugelreihe stehenbleibenden Teile, wegen der nur flach ansteigenden Umlenkbahnen der Kugeln und der dadurch bedingt dünnen Querschnitte nur auf einer Seite, d. h. , nur im Bereich der Rücklaufbahnen, ausreichend mit dem übrigen Käfigring verbunden sind. Im Bereich der Laufbahnen für die belasteten Kugeln weist der Käfig einen radial nach innen offenen Schlitz zum Durchtritt der Kugeln zur Berührung mit der Welle auf. Durch diese ungünstigen Verhältnisse bereitet die Fertigung des Käfigs aus Kunststoff - dieser Werkstoff wird in erster Linie für die Herstellung des Käfigs verwendet - insbesondere bei kleinen Abmessungen große Schwierigkeiten, sowohl bei der Fertigung der Käfige selbst als auch bei der Anfertigung der Werkzeuge für diese Käfige. In der praktischen Aus-

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führung dieser bekannten Kugelbüchsen wird auch der Käfig in der Bohrung mit C-förmigen Schlitzen ausgeführt, d_. h. , auch die Umlenkbahnen sind radial nach innen offen. Die Kugeln berühren in diesem Fall also auch in den Umlenkzonen die Welle, was zu erhöhter Reibung und Verschleiß führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelbüchse der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine geringe radiale Bauhöhe aufweist, deren Außenhülse im Mittelabschnitt, d.h. , im Bereich der belasteten Zone eine erhöhte Festigkeit aufweist, wobei die Bauteile so gestaltet sind, daß ohne zusätzliche Maßnahmen und Hilfsmittel eine genaue und einwandfreie Fertigung ohne große Ausschußquoten möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche aufgeführten Maßnahmen gelöst.

. Durch die Maßnahme, den Grund der halbkreisförmigen Umlenkbahnen im Käfig in Umfangsrichtung konvex nach außen gerichtet auszubilden, erhält der Käfig an verschiedenen Stellen auch des Umlenkbereiches eine größere Wandstärke, die die Inseln versteifen. Außerdem werden in diesen Umlenkzonen die Kugeln eindeutig außer Berührung mit der Welle gebracht, wodurch die Reibung und der Verschleiß wesentlich reduziert wird. Es ist sogar möglich, auch die Rücklaufbahnen im Käfig radial nach innen offen auszuführen, weil die ¹¹InSeIn¹¹ im Käfig durch die Brücken im Umlenkbereich ausreichend gehalten werden. Um die radiale Bauhöhe trotz des radialen Ausweichens der Kugeln im Scheitelpunkt der Umlenkbereiche gering zu halten, werden nur im. Bereich dieser halbkreisförmigen Umlenkabschnitte Schlitze in der Außenhülse vorgesehen. Diese Schlitze erstrecken sich nicht über den Mittelbereich, d.h. , dem Bereich, der die tragenden Laufbahnen überdeckt, so daß in diesem Bereich die AuJenhülse ringförmig ohne Durchbrechungen nach außen ausgebildet ist. Ein Verzug dieses Bereiches beim Härten und ein Auswölben von Lappen, die den Einbau und auch die Funktion der Kugelbüchse beeinträchtigen, ist nicht mehr gegeben. Der ringförmig geschlossene Mittelabschnitt hat darüber hinaus eine höhere Festigkeit, wodurch die Gebrauchs dauer erhöht wird.

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In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kugelbüchse beschrieben, durch die einerseits die radiale Bauhöhe so gering wie nur möglich gehalten werden soll und andererseits die Fertigung der Einzelteile wesentlich einfacher und damit wirtschaftlicher durchgeführt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die teilweise geschnittene Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Kugelbüchse

Fig. 2 die teilweise geschnittene Seitenansicht der Kugelbüchse nach Fig. und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie A/A nach Fig. 2 im Bereich der halbkreisförmigen Umlenkabschnitte.

Die Kugelbüchse besteht aus dem Käfig 1, der am Umfang verteilt mehrere geschlossene Kugelführungen aufweist, die aus einer axial verlaufenden nach innen offenen Führungsnut 2 für die belasteten Kugeln, einer parallel dazu angeordneten, ebenfalls nach innen offenen Führungsbahn 3 für die unbelasteten Kugeln und die beiden Führungsbahnen miteinander verbindenden, halbkreisförmigen Umlenkbahnen 4 besteht, aus in den geschlossenen Kugelführungen angeordneten endlosen Reihen von Kugeln 5 und aus einer über den Käfig 1 geschobenen Außenhülse 6. Diese aus dünnwandigem Werkstoff hergestellte Außenhülse 6 weist in der Bohrung axial verlaufende Laufbahnen 7 für die belasteten Kugeln und Rücklaufbahn en 8 für die entlasteten Kugeln sowie in den Umlenkbereichen 4 der endlosen Kugelreihen nierenförmige Ausnehmungen 9 auf.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, besitzen die halbkreisförmigen Umlenkbahnen 4 im Käfig 1 einen in Umfangsrichtung konvex nach außen verlaufenden Grund 10, der die Kugeln beim Auslauf aus der belasteten Zone

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(= Führungsnut 2) von der (nicht gezeichneten) Welle abhebt, bis zum Scheitelpunkt 11 radial nach außen bewegt und dann wieder radial nach innen bis zum Einlauf in die axial verlaufende Führungsbahn 3 im Bereich der Rücklaufbahn 8 zurückführt. Durch die nierenförmigen Ausnehmungen 9 in der: Außenhülse 6 kann die Kugel diesen Weg beschreiben, wobei trotzdem die radiale Bauhöhe der Kugelbüchse gering gehalten werden kann.

Insbesondere aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Außenhülse 6 im Mittelabschnitt, d.h. , im Bereich der belasteten Zone, d.h. , der Laufbahn 7, jeder Kugelreihe ohne Durchbrechung, d.h. , ohne Schlitz nach außen ausgeführt ist. Diese Ausbildung erhöht die Festigkeit der Außenhülse in diesem Bereich und verhindert darüber hinaus beim Härten einen Verzug der Teile.

Durch die konvexe Ausbildung des Grundes 10 der halbkreisförmigen Umlenkbahnen 4 im Käfig 1 entsteht im Mittelabschnitt oder Scheitel 11 eine ausreichende Materialanhäufung, die die innerhalb der Führungsbahnen jeder Kugelreihe liegenden Abschnitte ("Inseln") des Käfigs ausreichend sicher mit den Endringen verbindet. Die Außenhülse 6 kann zweckmäßigerweise aus einem ebenen Blechband gefertigt werden, in das die Rücklaufbahnen 8 und die nierenförmigen Ausnehmungen 9 eingearbeitet werden, worauf das Blechband in Zylinderform gerollt und dann an den Stoßstellen 12 und 13 durch Verklinkungen 14 verbunden wird. Es sind zweifellos auch andere ■Verbindungsverfahren, wie z. B. Schweißen, möglich. Außerdem kann in bestimmten Fällen das in Zylinderform gebogene Band an den Stoßstellen unverbunden bleiben. Es besteht bei dieser Ausführung die Möglichkeit, den Hüllkreisdurchmesser der belasteten Kugeln zu variieren und damit das Spiel der Kugelbüchse in bezug auf die Welle einzustellen.

Die Laufbahnen 7 für die belasteten Kugeln können unmittelbar durch die Bohrung der Außenhülse gebildet werden. In bestimmten Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, auch Laufbahnen 7 der Form der verwendeten Kugeln anzupassen, d.h. , eine Schmiegung vorzusehen. Sowohl die Laufbahnen

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für die belasteten Kugeln als auch die Rücklaufbahnen 8 für die entlasteten Kugeln können durch spanabhebende oder spanlose Bearbeitung in die ■Außenhülse 6 im ebenen oder bereits in die Zylinderform gerollten Zustand eingebracht werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Rücklaufbahnen 8 über die gesamte Breite der Außenhülse 6 einzuarbeiten und den Käfig 1 im Bereich der Endringe mit radialen Vorsprüngen 15 (s. Fig. 1) zu versehen, die in die Endabschnitte der Rücklaufbahnen 8 eingreifen und den Käfig 1 so gegen Verdrehen sichern.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentans prüche

Kugelbüchse, bestehend aus einem Käfig mit mehreren am Umfang verteilten, aus axial verlaufenden Führungsbahnen für die belasteten bzw. unbelasteten Kugeln und diese Führungsbahnen paarweise miteinander verbindenden, halbkreisförmigen Umlenkbahnen bestehenden Kugelführungen, in diesen Kugelführungen angeordneten endlosen Kugelreihen und aus einer über den Käfig geschobenen Außenhülse mit in der Bohrung axial verlaufenden Laufbahnen für die Kugeln, wobei die axialen Laufbahnen für die unbelasteten Kugeln auf einem größeren Durchmesser liegen als die axialen Laufbahnen für die belasteten Kugeln und wobei die axialen Laufbahnen sowohl für die belasteten als auch für die unbelasteten Kugeln radial nach außen geschlossen sind, dadurch gekennzeichnetj daß die halbkreisförmigen Umlenkbahnen (4) im Käfig (1) einen in Umfangsrichtung konvex nach außen verlaufenden Grund (10) und die Außenhülse (6) radial über diesen Ümlenkbahnen (4) zumindest im Scheitel radial nach außen durchgehende, nierenförmige Schlitze (9) aufweisen.
2. Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der nierenförmigen Schlitze (9) einen Abstand voneinander aufweisen, der kleiner als der Kugeldurchmesser ist.

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3. Kugelbüchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die axial verlaufenden Führungs bahnen (2) für die belasteten Kugeln im Käfig (1) radial nach innen durchgehende Längsschlitze zum Durchtritt der Kugeln (5) aufweisen.
4. Kugelbüchsen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die axial verlaufenden Führungsbahnen (3) für die entlasteten Kugeln im Käfig (1) radial nach innen durchgehende Längsschlitze aufweisen.
5. Kugelbüchse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (6) aus ebenem Band gefertigt und in die Zylinderform gerollt ist.
6. Kugelbüchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach dem Rollen in die Zylinderform an den Stoßstellen (12, 13) verbunden ist.

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