-
-
Wälzlager für Längsbewegungen
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager für Längsbewegungen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Ein Wälzlager der angegebenen Gattung ist bekannt, bei dem die Laufbahnschienen
auf ihrer in Längsrichtung konvex gewölbten oder auf ihrer geradlinigen Seite in
der zylindrischen Bohrung des Gehäuses abgestützt werden (DE-PS 26 35 053). Dabei
sind jedoch beide Seiten der Laufbahnschienen in Umfangrichtung mit ein und derselben
Krümmung versehen. Für jede einzelne Lagergröße müssen deshalb Laufbahnschienen
mit der entsprechenden umfangsseitigen Krümmung einzeln angefertigt und auf Lager
gehalten werden. Die Fertigung des bekannten Wälzlagers in Größen mit verschiedenem
Außendurchmesser kann in manchen Fällen aufwendig und teuer sein.
-
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein verbessertes Wälzlager der angegebenen Art zu schaffen, welches trotz Fertigung
mit verschieden großem Außendurchmesser mit verhältnismäßig wenigen, unterschiedlich
ausgebildeten Laufbahnschienen ausgerüstet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.
-
Mit der Anordnung der Erfindung wird erreicht, daß die Laufbahnschienen
ohne Anderung ihrer Konstruktion für zwei, in ihrem Außendurchmesser verschieden
groß ausgebildete Wälzlager verwendet werden können. Dabei werden die Laufbahnschienen
der beiden Wälzlager im zugehörigen Gehäuse, dessen Bohrung ungefähr so groß wie
der Außendurchmesser des Wälzlagers ist, genau ausgerichtet und in Umfangsrichtung
kippfrei abgestützt.
-
Die Zahl der zum Herstellen von Wälzlagern mit unterschiedlichem Außendurchmesser
herzustellenden verschiedenen Laufbahnschienen ist auf die Hälfte verkleinert.
-
Dadurch ergibt sich eine wirtschaftliche Massenfertigung der Laufbahnschienen
in verhältnismäßig großen Stückzahlen.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
-
Mit der Weiterbildung des Wälzlagers nach Anspruch 2 wird erreicht,
daß die Laufbahnschienen in die zugehörige oeffnung der Käfighülse des größeren
Wälzlagers nur dann eingesetzt werden können, wenn die den größeren
Krümmungsradius
aufweisende Seite der Laufbahnschienen radial nach außen zeigt. Analog dazu können
dieselben Laufbahnschienen nur dann in die zugehörige oeffnung der Käfighülse des
kleineren Wälzlagers eingebaut werden, wenn die Laufbahnschienen so gedreht sind,
daß die Seite des kleineren Krümmungsradius radial nach außen weist. Auf diese Weise
wird verhindert, daß die Laufbahnschienen in verkehrter Drehstellung in die Käfighülse
des kleineren oder größeren Wälzlagers eingebaut werden.
-
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 bewirkt, daß die Laufbahnschienen
leicht in die Käfighülse einsetzbar sind und in den oeffnungen der Käfighülse auch
dann festgehalten werden, wenn das Wälzlager aus der Bohrung des Gehäuses herausgenommen
ist.
-
Zusätzliche vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wälzlagers
sind in den Unteransprüchen 4 bis 6 gekennzeichnet.
-
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Wälzlager anhand von Ausführungsbeispielen,
die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 den teilweisen Querschnitt durch ein montiertes
kleineres Wälzlager, Figur 2 die Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Figur 1,
Figur
3 den teilweisen Querschnitt durch ein nicht-montiertes größeres Wälzlager mit ein
und denselben Laufbahnschienen wie das in Figur 1 und 2 dargestellte kleinere Wälzlager,
Figur 4 die Draufsicht auf eine der Laufbahnschienen der in Figur 1, 2 und 3 dargestellten
Wälzlager, Figur 5 die Ansicht in Richtung des Pfeiles B in Figur 4, Figur 6 den
Querschnitt durch eine einzelne Laufbahnschiene eines abgeänderten, montierten kleineren
Wälzlagers ohne Käfighülse, Figur 7 den Querschnitt durch die in Figur 6 dargestellte
Laufbahnschiene in einem montierten größeren Wälzlager ohne Käfighülse, Figur 8
die Draufsicht auf eine der Laufbahnschienen des in Figur 6 und 7 dargestellten
Wälzlagers, Figur 9 die Stirnansicht auf eine Laufbahnschiene eines weiteren abgeänderten
Wälzlagers und Figur 10 die Draufsicht in Richtung des Pfeiles C in Figur 9.
-
Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 eine zylindrische Welle und mit 2
ein Gehäuse bezeichnet. Die Welle 1 kann aus hartem Stahl und das Gehäuse 2 aus
Gußeisen, Aluminium oder Kunststoff gefertigt sein. Zwischen der Welle 1 und einer
zylindrischen Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist ein im Außendurchmesser kleines Wälzlager
4 eingebaut. Die Welle 1 kann in der Bohrung 3 hin- und hergehende Längsbewegungen
ausführen.
-
Das Wälzlager 4 hat am Umfang verteilt angeordnete Wälzkörperreihen
5, die in an sich bekannter Weise in einer Käfighülse 6 aus elastischem Werkstoff,
z. B. Kunststoff, eingebaut und endlos geführt sind. Die Wälzkörper 7, 8 der Wälzkörperreihen
5 sind im vorliegenden Fall als Kugeln aus Wälzlagerstahl ausgebildet.
-
Die lastübertragenden Wälzkörper 7 jeder Wälzkörperreihe 5 rollen
zwischen einer längsverlaufenden Laufbahnrille 9 auf der radial nach innen weisenden
Seite 10 der betreffenden Laufbahnschiene 11 und der zylindrischen Mantelfläche
12 der Welle 1. Die Laufbahnschiene 11 kann aus hartem Wälzlagerstahl bestehen und
vom Bandwerkstoff im spanlosen Stanz- und Preßverfahren hergestellt sein.
-
Jede Laufbahnschiene 11 ist in eine radial durchgehende oeffnung 13
der Käfighülse 6 eingesetzt, so daß diese an ihrem Rand 14 von einer Wand 15 der
Offnung 13 eng umschlossen wird. Auf ihrer radial nach außen weisenden Seite 16
und auf ihrer radial nach innen weisenden Seite 10 besitzt jede Laufbahnschiene
11 eine in Umfangsrichtung verlaufende Krümmung, die der Krümmung der Bohrung 3
des Gehäuses 2 angepaßt ist. Der Kreis des Außendurchmessers des Wälzlagers 4 hüllt
die äußeren Krümmungsflächen der in der Käfighülse 6 eingebauten Laufbahnschienen
11 ein. Da beide Seiten 10, 16 im vorliegenden Fall in Längsrichtung geradlinig
verlaufen, haben die Flächen der Seiten 10, 16 jeder Laufbahnschiene 11 die Form
eines Zylinderabschnittes.
-
Jede Laufbahnschiene 11 besitzt auf ihrer radial nach außen weisenden
Seite 16 eine dem kleinen Außendurchmes-
ser des Wälzlagers 4 entsprechende
Krümmung mit dem kleinen Krümmungsradius r (Figur 4, 5). Auf ihrer radial nach innen
weisenden Seite 10 hat die Laufbahnschiene 11 eine dem größeren Außendurchmesser
des in Figur 3 dargestellten Wälzlagers 17 entsprechende Krümmung mit einem großen
Krümmungsradius R.
-
Durch Drehen der in Figur 1 und 2 eingezeichneten Laufbahnschienen
11, so daß deren Seite 10 radial nach außen weist, und Einsetzen dieser Laufbahnschienen
11 in die entsprechenden oeffnungen 18 der Käfighülse 19 ist das in Figur 3 dargestellte
größere Wälzlager 17 mit den Laufbahnschienen 11 auszurüsten.
-
Auf seinen beiden Stirnseiten hat der Rand jeder Laufbahnschiene 11
einen über die betreffende Begrenzungskante der Laufbahnschiene 11 vorragenden,
zapfenförmigen Vorsprung 20, 21. Dabei ist der Vorsprung 20 der einen Längsseite
in der einen Umfangsrichtung und der Vorsprung 21 der anderen Längsseite in der
entgegengesetzten Umfangsrichtung relativ zur längs verlaufenden Mittenlinie der
Laufbahnschiene 11 versetzt angeordnet.
-
In der Wand 15 der Offnung 13 der Käfighülse 6 des kleineren Wälzlagers
4 sind zwei Vertiefungen 22 eingearbeitet, in die jeweils ein Vorsprung 20, 21 hineinragt.
-
Die Vertiefungen 22 weisen einen sich radial nach außen zu verengenden
Schlitzspalt 23 auf. Lediglich in einer bestimmten Drehstellung der Laufbahnschiene
11, bei welcher die Seite 16 des kleineren Krümmungsradius r radial nach außen weist,
kann die Laufbahnschiene 11 radial von außen nach innen in die Offnung 13 der Käfig-
hülse
6 eingesetzt werden. Dabei wird jeder Vorsprung 20, 21 der Laufbahnschiene 11 durch
den Schlitzspalt 23 hindurch in die zugehörige Vertiefung 22 der Käfighülse 6 eingeschnappt,
so daß die Laufbahnschiene 11 in der zugehörigen Offnung 13 unverlierbar festgehalten
ist.
-
Gleichermaßen kann die Laufbahnschiene 11 nur dann in die Offnung
18 der Käfighülse 19 des größeren Wälzlagers 17 eingesetzt werden, wenn diese in
die richtige Drehstellung gebracht worden ist. Dabei weist die Seite 10 des größeren
Krümmungsradius R radial nach außen und die Vorsprünge 20, 21 der Laufbahnschiene
11 schnappen in entsprechend in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Vertiefungen
(nicht gezeigt) der Wand der Offnung 18 der Käfighülse 19 ein.
-
Im vorliegenden Fall sind die Wälzkörper 7, 24 als Kugeln ausgebildet.
Die Laufbahnschienen 11 haben auf ihren beiden Seiten 10, 16 je eine der Kontur
der Wälzkörper 7 bzw. 24 eng angepaßte Laufbahnrille 9, 25. Die Laufbahnrille 9
hat zur Aufnahme von im Durchmesser kleinen Wälzkörpern 7 eine relativ kleine Querschnittskrümmung,
während die Laufbahnrille 25 zur Aufnahme von im Durchmesser größeren Wälzkörpern
24 eine große Querschnittskrümmung aufweist (Figur 4 und 5).
-
Figur 6 zeigt ein in ein Gehäuse 2 eingebautes, im Durchmesser kleines
Wälzlager 26 einer abgeänderten Ausführung. In Figur 7 ist das zugehörige, in ein
anderes Gehäuse 27 eingebaute, im Außendurchmesser größere Wälzlager 28 dargestellt.
Beide Wälzlager 26, 28 besitzen ein und dieselben Laufbahnschienen 29 am Umfang
ihrer Käfighülse (nicht gezeigt).
-
Die Wälzkörper 30 sowohl des kleineren als auch des größeren Wälzlagers
26, 28 sind als Kugeln mit ein und demselben Durchmesser ausgebildet.
-
Zum entsprechend verdrehten Einsetzen ein und derselben Laufbahnschiene
29 in die Käfighülse des größeren bzw.
-
kleineren Wälzlagers 26, 28 hat jede Laufbahnschiene 29 auf ihrer
einen Seite 10 eine dem größeren Außendurchmesser entsprechende Krümmung mit einem
großen Krümmungsradius R und auf ihrer anderen Seite eine dem kleineren Außendurchmesser
entsprechende Krümmung mit einem kleinen Krümmungsradius r.
-
Ähnlich wie beim in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist jede Laufbahnschiene 29 in eine radial durchgehende Offnung der zugehörigen
Käfighülse derart eingesetzt, daß diese an ihrem Rand 14 von der Wand der Offnung
eng umschlossen wird.
-
Der Rand der Laufbahnschiene 29 wird übrigens auf beiden Umfangsseiten
durch je eine in Längsrichtung verlaufende Begrenzungskante 31 und auf beiden Stirnseiten
durch je eine in Umfangsrichtung verlaufende Begrenzungskante 32 gebildet. Eine
relativ zur Mitte der Laufbahnschiene 29 versetzt angeformte Kantenkürzung ist je
Stirnseite zwischen einer der beiden in Längsrichtung verlaufenden Begrenzungskante
31 und der betreffenden in Umfangsrichtung verlaufenden Begrenzungskante 32 als
Vertiefung 33 in der Laufbahnschiee 29 angeformt (Figur 8). Auf der Wand jeder der
beiden Längsseiten der Offnung der zugehörigen Käfighülse ist je ein Vorsprung (nicht
gezeigt) vorhanden, der in diese Vertiefung 33 formschlüssig eingreift. Somit kann
die Laufbahnschiene 29 lediglich bei
einer mit ihrer Seite 10 des
größeren Krümmungsradius R radial nach außen weisenden Stellung in eine der Offnungen
der Käfighülse des größeren Wälzlagers 28 eingesetzt werden (Figur 7).
-
Ebenso kann dieselbe Laufbahnschiene 29 nur dann in eine der Offnungen
der Käfighülse des kleineren Wälzlagers 26 eingesetzt werden, wenn diese vorher
mit ihrer Seite 16 des kleineren Krümmungsradius r radial nach außen weisend gedreht
worden ist.
-
Die Laufbahnschienen 29 haben auf ihren beiden Seiten 10, 16 je eine
längs verlaufende Laufbahnrille 34, 35. Die auf der Seite 10 des größeren Krümmungsradius
R eingearbeitete Laufbahnrille 34 hat eine Querschnittskrümmung mit dem Radius 36,
dessen Mittelpunkt auf der Mittelachse 37 der zylindrischen Welle 1 des Wälzlagers
26 liegt und mit dem Mittelpunkt des Krümmungsradius r der Laufbahnrille 34 zusammenfällt
(Figur 6).
-
In ähnlicher Weise hat die auf der Seite 16 des kleineren Krümmungsradius
r eingearbeitete Laufbahnrille 35 eine Querschnittskrümmung mit dem Radius 38, dessen
Mittelpunkt auf der Mittelachse 37 der zylindrische Welle 39 des größeren Wälzlagers
28 liegt (Figur 7). Der Mittelpunkt der Querschnittskrümmung fällt hier ebenfalls
mit dem Mittelpunkt der Krümmung der Laufbahnrille 35 zusammen.
-
In Figur 9 und 10 ist die Laufbahnschiene 40 eines geänderten Wälzlagers
dargestellt. Diese Laufbahnschiene 40 hat auf ihrer Seite 10 des kleineren Krümmungsradius
r
zwei in Längsrichtung parallel zueinander verlaufende Laufbahnrillen
41. In den beiden Laufbahnrillen 41 rollen relativ kleine lastübertragende, als
Kugeln ausgebildete Wälzkörper 42 (siehe strichpunktierte Darstellung in Figur 9)
jeweils einer von zwei am Umfang der Käfighülse (nicht gezeigt) nebeneinander angeordneten
endlosen Wälzkörperreihen 43.
-
Die Seite 16 des größeren Krümmungsradius R besitzt nur eine längsverlaufende
Laufbahnrille 44, in der relativ große lastübertragende, als Kugeln ausgebildete
Wälzkörper 45 abrollen (siehe Figur 9).
-
Die Laufbahnschiene 40 weist wiederum zwei relativ zu ihrer Mitte
versetzt angeordnete, als Kantenkürzung ausgebildete Vertiefungen 33 auf, in die
ein Vorsprung (nicht gezeigt) der Wand der Offnung der zugehörigen Käfighülse formschlüssig
eingreift.
-
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich im Rahmen
des Erfindungsgedankens konstruktiv abändern. So brauchen die Wälzkörpers des Wälzlagers
nicht unbedingt als Kugeln ausgebildet zu sein. Vielmehr können diese bei entsprechender
Formgebung des Querschnittes des bzw. der Laufbahnrillen auf mindestens einer der
beiden Seiten der Laufbahnschiene als ballige oder zylindrische Rollen konstruiert
sein, die in Führungskanälen der Käfighülse in endloser Reihe geführt sind. Die
Wälzkörper können auch direkt auf der radial nach innen weisenden Seite jeder Laufbahnschiene
(ohne Laufbahnrille) abrollen.
-
Auch können die in gegenüberliegenden Vertiefungen der Käfighülse
bzw. der Laufbahnschiene einsetzbar angeordneten Vorsprünge am umfangsseitigen Rand
der Laufbahnschiene,und zwar zur Mitte der Laufbahnschiene versetzt, angeordnet
sein, in die entsprechende Vorsprünge der umfangsseitigen Wand der Offnung der Käfighülse
eingreifen.
-
Es ist nicht notwendig, daß die Wälzkörper des Wälzlagers auf der
zylindrischen Mantelfläche der Welle abrollen, vielmehr können diese auch in einer
in der Manteilfläche eingearbeiteten Laufbahnrille der Welle geführt sein.