DE3001799C2

DE3001799C2 - Auf einer Keilwelle axial verschiebbare Kugelbüchse

Info

Publication number: DE3001799C2
Application number: DE3001799A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1979-01-20
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1985-01-10
Also published as: JPS623326B2; IT1143105B; JPS5597518A; FR2446954A1; DE3001799A1; IT8047647A0; US4309061A; GB2041155A; FR2446954B1; GB2041155B

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer Keilwelle axial verschiebbare Kugelbüchse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen Anordnung aus Kugelbüchse und Keilwelle kann die Kugelbüchse auch unter Drehmomentbelastung verschoben werden.

Aus der DD-PS 81 272 ist eine Kugelbüchse der eingangs genannten Art bekannt Nachteilig bei dieser Kugelbüchse ist, daß die Kugeln beim Herausziehen der Keilwelle aus der äußeren Hülse herausfallen, so daß das Zusammenbauen der Kugelbüchse und der Keilwel-Ie sowie auch die Wartung und Inspektion erschwert werden.

Es ist zwar ganz allgemein bekannt, Kugelbüchsen mit Kugelhaltern zu versehen. So ist aus der US-PS 38 00 558 eine Kugelbüchse bekannt in der die Kugeln in einem Kugelhalter vorgesehen sind, der an der äußeren Hülse dieser Anordnung befestigt ist wobei sich die endlose Umlaufbahn der Kugeln in einer Ebene erstreckt, welche parallel zu der gegenüberliegenden Seitenfläche der Keilwelle verläuft Alle Kugeln befinden sich stets in dem Kugelhalter und treten nie aus dem Kugelhalter in irgendwelche Durchgangslöcher für unbelastete Kugeln in der Hülse ein. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der Kugelbüchse, die in der DE-OS 26 07 674 beschrieben ist. Hier sind ebenfalls die Kugeln alle jederzeit von dem Kugelhalter aufgenommen und verlassen diesen nie, da auch hier keine Durchgangslöcher für unbelastete Kugeln vorgesehen sind. Die technische Lehre aus den beiden vorgenannten Druckschriften läßt sich somit nicht auf eine Kugelbüchse der Art übertragen, wie sie aus der DD-PS 81 272 bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine auf einer Keilwelle axial verschiebbare Kugelbüchse der im Prinzip in der DD-PS 81 272 beschriebenen Art so auszubilden, daß die Kugeln selbst nach dem Herausziehen der Keilwelle aus der äußeren Hülse nicht herausfallen und daß infolgedessen ein außerordentlich leichtes Zusammenbauen sowie eine außerordentlich leichte Wartung und Inspektion der Anordnung aus Kugelbüchse und Keilwelle ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

F i g. I eine Vorderansicht einer Anordnung aus Keilwelle und Kugelbüchse gemäß einer Ausführungsform

der Erfindung, wobei der linke Teil dieser Anordnung in einem Querschnitt veranschaulicht ist;

Fig.2 eine Querschnitts-Seitenaufriß-Ansicht längs der Linie Z-Zder F i g. 1;

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie X-X' der Fig.2

Mit dem Bezugszeichen 10 ist als ganzes Teil eine äußere Hülse bezeichnet, die dadurch erhalten wird, daß man ein zylind.isches Rohr, das eine dicke Wand hat und aus einem metallischen Material hergestellt ist, welches Anti-Verschleißeigenschaften aufweist, zu einer gewünschten Länge zuschneidet Die äußere Hülse 10 begrenzt bzw. besitzt in ihrer Innenwandoberfläche Nuten il, 12 und 13, die einen angenähert U-förmigen Querschnitt haben und sich längs der Achse der Hülse bzw. parallel zur Achse der Hülse erstrecken. Die Nuten 11, 12 und 13 werden durch Bearbeitung mittels einer Räum- bzw. Nutenziehmaschine oder einer Stoß- bzw. Nutenstoßmaschine ausgebildet und befinden sich in gleichen Abständen von benachbarten Nuten.

Ais nächstes werden an den beiden Seitenwänden jeder der Nuten 11, 12 und 13 von U-förmigcm Querschnitt Lagerflächen 15, 16 sowie 17, 18 und 19, 20 für belastete Kugeln 14 durch Bearbeitung mittels einer Räum- bzw. Nutenziehmaschine oder einer Stoß- bzw. Nutenstoßmaschine und dann durch Kugeltreiben oder Schleifen oder durch eine sonstige geeignete Bearbeitung ausgebildet Jede der Lagerflächen weist eine Krümmung auf, die im wesentlichen äquivalent dem Durchmesser jeder belasteten Kugel 14 ist

Mit den Bezugszeichen 21—26 sind Durchgangslöcher für nichtbelastete Kugeln 27 bezeichnet, und diese Durchgangslöcher sind symmetrisch bezüglich der beiasteten Kugeln 14 ausgebildet Es ist erwünscht, diese Durchgangslöcher 21—26 mittels einer Vielspindel-Bohrmaschine in einer solchen Weise auszubilden, daß jedes der Durchgangslöcher 21 —26 auf der Erstreckung X-O'-X'der Linie liegt welche eine belastete Kugel 14 und deren entsprechende nichtbelastete Kugel 27 verbindet; ihr Kontaktwinkel θ ist so nahe wie möglich zur Richtung des Drehmoments O-O'- Vausgcbildet, und sie ist von ihrer jeweiligen belasteten Kugel 14 ivi der Richtung des Kontaktwinkels θ um einen Abstand /entfernt, wie er für die Richtungsänderung der belasteten Kugel 14 oder der nichtbeiasteten Kugel 77 erforderlich ist (siehe F i g. 2). An jeder der Stirnflächen 40,41 der äußeren Hülse 10, welche die Durchgangslöcher 21—26 für die nichtbeiasteten Kugeln 27 und die Lagerflächen 15—20 für die belasteten Kugeln 14 begrenzen bzw. in denen die erwähnten Durchgangslöcher und Lagerflächen der Hülse 10 enden, find halbkreisförmige Lagerteile 60 ausgebildet, die zur Führung der Kugeln 14, 27 geeignet sind bzw. eine Führungsfläche für die Kugeln für deren Übergans von den Durchgangslöchern zu den Lagerflächen bilden. Die Lagerteile sind so dazu geeignet, die Laufrichtung der Kugeln zu ändern (siehe F ig. 3).

Mit den Bezugszeichen 28—30 sind Dreh-Stopp-Nuten für einen Kugelhalter 31 bezeichnet. Jede der Dreh-Stopp'Nuten 28-30 weist in ihrem querverlaufenden Querschnitt eine halbkreisförmige Nutenwand auf. Die Dreh-Stopp-Nuten 28—30 sind in der Innenwandoberfläche mittig zwischen je zwei Nuten 11, 12, 13, die angenähert U-förmigen Querschnitt haben, ausgebildet und erstrecken sich iängs der bzw. parallel zur Längsachse der äußeren Hülse 10. Der Kugelhalter 31 ist mit halbkreisförmigen Vorsprüngen 32—34 versehen, die auf dessen äußerem Umfang ausgebildet sind. Die Vorsprünge 32—34 sind so angeordnet daß sie in ihre jeweiligen Dreh-Stopp-Nuten 28—30 eingreifen können {siehe F ig. 2).

Die Bezugszeichen 35,36 und 37' sind Innengewinden zugeordnet die in den Stirnflächen 40, 41 der äußeren Hülse 10 ausgebildet sind. Zwei Endteile 37,38 sind an ihren jeweiligen Stirnflächen 40,41 mittels Innensechskant-Einstell- bzw. -Befestigungsschrauben 39 ortsfest befestigt (siehe F i g. 1 \

ίο Die Endteile 37, 38 können aus einem Stahlmaterial hergestellt sein, oder sie können durch Schalen-, Stempel- oder Spritzguß eines geeigneten Materials hergestellt werden. Jedes der Endteile 37, 38 begrenzt drei Nuten 11' von einem angenähert U-förmigen Quer schnitt und Nuten 29' von halbkreisförmigem Quer schnitt, die gleichartig den Nuten 11 bzw. 29 in der Innenwandoberfläche der äußeren Hülse 10 sind bzw. diese zuletzt erwähnten Nuten fortsetzen. Jedes der Endteile 37-38 bildet bzw. begrenzt außerdem in seiner inneren Oberfläche sechs in gleichen 'abständen voneinander vorgesehene Nuten 42 von U-fö?migem Querschnitt, die dazu geeignet sind, die Rollrichtung der nichtbeiasteten Kugeln 27 zu ändern. Außerdem sind sechs Paare von Führungsöffnungen 43,44 in der inne ren Oberfläche jedes der Endteiie 37,38 in einer solchen Weise ausgebildet daß sie jeweils mit den öffnungen ihrer entsprechenden Durchgangslöcher 21 —26 für die nichtbeiasteten Kugeln 27 und den öffnungen ihrer entsprechenden Lagerflächen 15—20 für die belasteten

Kugeln 14 fluchten (siehe F i g. 1 und 3).

Der Kugelhalter 31 kann vorzugsweise aus einem zylindrischen Körper aus einer dünnen Stahlplatte bzw. aus einem dünnen Stahlblech ausgebildet sein, und er weist Rippen 45,46 und 47 von angenähert trapezförmi gern Querschnitt Vorsprünge 32, 33 und 34 von halb kreisförmigem Querschnitt und eine äußere Umfangsoberfläche, die der Innenwandoberfläche der äußeren Hülse 10 entspricht, auf. Diese Rippen 45,4ö und Yl, die Vorsprünge 32, 33 unc 34 sowie die äußere Umfangs oberfläche werden durch Preß- bzw. Stanzereibearbei tung und Ausbuchtung des erwähnten zylindrischen Körpers ausgebildet (siehe F i g. 2).

In jeder der geneigten Oberflächen 48, 43 jeder der Rippen 45,46 und 47, welche den erwähnten angenähert trapezförmigen Querschnitt haben, ist ein sich in Längsrichtung erstreckender Schlitz 50 in einer Position ausgebildet, die der jeweiligen Lagerfläche 15,16,17,18,19 oder 20 für die belasteten Kugeln entspricht, und außerdem ist an beiden Enden jedes der Schlitze 50 ein Paar Zungen 51 bzw. an jedem dieser Enden je eine Zunge 51 ausgebildet. Diese Zungen 51 sind bogenförmig ausgebildet, so daß sie die aufwärts rollenden Kugeln hochhebrn b..w nach oben zu umlenken (siehe F i g. 1 und 3). Nach der Preß- bzw. Stanzbearbeitung des Kugelhal ters 31 wird dieser einer »TOUGHTRIDEtt-Bshandlung unterworfen, um die gesamte Oberfläche des Kugelhalters zu härten.

Halteplatten für den Kugelhalter 31 sind mit 52 bezeichnet. Jede Halteplatte 52 ist aus einer Stahlplatte bzw. einem Stahlblech hergestellt und zu einer solchen Form gestanzt bzw. durchlocht, daß eine gewis.se öffnung zwischen der Keilwelle 53 und der Halteplatte 52 ausgebildet wird. Diese öffnung wird durch eine Gummidichtung 54' geschlossen, die ortsfest an ihrer jeweili- gen Halteplatte 52 befestigt ist, und zwar dadurch, daß sie auf der Halteplatte festgebacken bzw. auf die Halteplatte aufgebrannt wird (siehe F i g. 1).

Die Halteplatten 52 für den Kugelhalter 31 sind mit-

tels Schrauben 55' fest an ihren jeweiligen Endteilen 37, 38 angebracht

Die Keilwelle 53 ist aus Stahl hergestellt und besitzt auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche drei oder mehr Rippen 54,55 und 56, die im gleichen Abstand voneinander vorgesehen sind und sich längs der bzw. parallel zur Längsachse der Keilwelle 53 erstrecken. Auf jeder der Seitenwände jeder der Rippen 54, 55 und 56 ist eine Lagerfläche 57 oder 58 für belastete Kugeln ausgebildet, die einen Krümmungsradius hat, der im wesentli- chen der gleiche wie derjenige der belasteten Kugeln 14 ist

in der äußeren Umfangsoberfläche der äußeren Hülse 10 ist eine Keilnut 59 ausgebildet, und diese Keilnut ist dazu geeignet, die Kugelbüchse in verschiedensten Maschinen und Einrichtungen einzubauen.

Diese Anordnung aus Keilwelle und Kugelbüchse wird im wesentlichen von der äußeren Hülse 10, den Endteilen 37,38.dem Kugelhalter31 und den Kugeln te, 27 gebildet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

25

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Auf einer Keilwelle axial verschiebbare Kugelbüchse, die eine äußere Hülse, zwei Endteile und Kugeln umfaßt und so ausgebildet ist, daß die äußere Hülse in ihren Innenwandoberflächen eine Mehrzahl von in gleichmäßigen Abständen voneinander vorgesehenen Nuten begrenzt die sich längs der bzw. parallel zur Achse der Hülse erstrecken und einen angenähert U-förmigen Querschnitt haben;daß jede der Seitenwände jeder dieser Nuten eine sich axial erstreckende konkave Lagerfläche für belastete Kugeln bildet, wobei diese Lagerflächen einen Krümmungsradius haben, der im wesentlichen identisch mit demjenigen der Kugeln ist; daß eine Mehrzahl von Durchgangslöchern für nichtbelastete Kugeln in der äußeren Hülse in einer solchen Weise ausgebildet ist, daß diese Durchgangslöcher radial und auswärts im Abstand von ihren jeweiligen Lagerflächen der äußeren Hülse angeordnet sind, wobei der Kontaktwinkel der Kugeln klein gemacht ist, so daß er der Richtung des Drehmoments eng angenähert ist bzw. nahe zur Richtung des Drehmoments liegt und die Durchgangslöcher so angeordnet sind, daß es dadurch ermöglicht wird, den Außendurchmesser der äußeren Hülse klein auszubilden; daß die Endteile, die ortsfest an beiden Stirnflächen der äußeren Hülse befestigt sind, eine Mehrzahl von angenähert U-förmigen Naten begrenzen, die zur Änderung der Laufrichtung ihrer jeweiligen belasteten Kugeln geeignet *ind, und daß die Kug^m in den Durchgangslöchern, auf den Lagerflachen der äußeren Hülse wie auch in den U-förmigen Nuten, die in den Endteilen ausgebildet sind, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (21—26) in der Richtung des Kontaktwinkels (Θ) ausgebildet sind und daß ein Kugelhalter (31), der bündig bzw. formschlüssig und ortsfest bzw. befestigt innerhalb eines Raums angeordnet ist, welcher von der äußeren Hülse (10) und beiden Endteilen (37, 38) gebildet wird, mit einer Mehrzahl von axialen Rippen (45—47) versehen ist, die sich in Übereinstimmung mit den Nuten (11 —13) erstrecken, weiche in der Innenwandoberfläche der äußeren Hülse (10) ausgebildet sind, wobei jede der Rippen (45—47) ein Paar von geneigten Oberflächen (48,49) hat, die gegenüber ihren entsprechenden Lagerflächen (15—20) vorgesehen sind, welche für belastete Kugeln (14) in den Seitenwänden der Nuten (11 —13) ausgebildet sind, die ihrerseits in der Innenwandoberfläche der äußeren Hülse ausgebildet sind, wobei außerdem jede der geneigten Oberflächen (48, 49) einen durch sie hindurchgehenden und sich axial erstreckenden Schlitz (50) begrenzt, der schmäler als der Durchmesser der Kugeln (14, 27) ist; und daß dieser Schlitz (50) an jedem Ende desselben mit einer Zunge (51) zum Umlenken und Überführen der Kugeln (14, 27) aus dem Raum zwischen den Lagerflächen (15—20) der äußeren Hülse (10) und ihren jeweiligen Lagerflächen des Kugelhalters (31) in die U-förmige Nut (42), und umgekehrt, versehen ist.

2. Auf einer Keilwelle axial verschiebbare Kugelbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Dreh-Stopp-Nuten (28—30) von halbkreisförmigem Querschnitt in der Innenwandoberfläche der äußeren Hülse (10) an Stellen ausgebildet ist, welche bezüglich der mittigen Achse

der äußeren Hülse (10) gegenüber den Nuten (11 — 13) von U-förmigem Querschnitt liegen und mit Vorsprüngen (32—34) von angenähert halbkreisförmigem Querschnitt zusammenwirken, die sich an den entsprechenden Sieilen vom äußeren Umfang des Kugelhalters (31) nach auswärts erstrecken.

3. Auf einer Keilwelle axial verschiebbare· Kugelbüchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (45—47) des Kugelhalters (31) einen angenähert trapezförmigen Querschnitt haben und ihre radial äußerste Umfangsoberfläche dem Boden der zugeordneten Nut (11 — 13) angepaßt ist