DE3639544C2 - - Google Patents
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- DE3639544C2 DE3639544C2 DE3639544A DE3639544A DE3639544C2 DE 3639544 C2 DE3639544 C2 DE 3639544C2 DE 3639544 A DE3639544 A DE 3639544A DE 3639544 A DE3639544 A DE 3639544A DE 3639544 C2 DE3639544 C2 DE 3639544C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/068—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
- F16C29/0692—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque
- F16C29/0695—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque with balls
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Keilnuten-Kugellager
mit umlaufenden Kugeln, bestehend aus einer
Keilnutenwelle mit einer im allgemeinen zylindrischen
Form, auf deren äußeren Umfang eine Vielzahl von sich
axial erstreckenden Rückenleisten an verschiedenen
Stellen ihres Umfanges angeordnet sind und benachbarte,
Belastung aufnehmende Kugel-Spurrillen auf den
gegenüberliegenden Seiten einer jeder Rückenleiste
ausgebildet werden. Das Keilnuten-Kugellager enthält
weiterhin eine zylindrische äußere Hülse, die imstande
ist, die Keilnutenwelle in einer verschiebbar beweglichen
Weise innerhalb ihrer inneren ringförmigen
Bohrung aufzunehmen, wobei auf der inneren Umfangs-
Oberfläche der inneren ringförmigen Bohrung eine
Vielzahl von Belastung aufnehmende Kugel-Spurrillen
angeordnet sind, die in gegenüberliegender Beziehung
zu den Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen auf dem
äußeren Umfang der Keilnutenwelle stehen. Zwischen den
gegenüberliegenden Paaren von den Belastung aufnehmenden,
sich axial erstreckenden Kugel-Spurrillen der
äußeren Hülse und der Keilnutenwelle sind eine
Vielzahl von Kugeln dazwischenliegend angeordnet. In
der Seitenwandung der zylindrischen äußeren Hülse ist
eine Vielzahl von bogenförmig gekrümmten Kugelumkehr-
Kanälen zum Umleiten der Belastung tragenden Kugeln in
Kugelrücklaufbohrungen vorgesehen, wobei die Kugelumkehr-
Kanäle innerhalb eines Abschlußdeckels angeordnet
sind, der auf jeder der gegenüberliegenden Endflächen
der zylindrischen äußeren Hülse vorgesehen ist.
Bisher wurden verschiedene Arten von Keilnuten-Kugel
lager betreffende Erfindungen gemacht, diese wiesen
jedoch eine nicht geringe Anzahl von Nachteilen
bezüglich der Größe und Stabilität auf, so daß auf dem
Gebiet von Keilnuten-Kugellagern, die trotz kleiner
Größe eine hohe Stabilität aufweisen, eine Nachfrage
besteht.
Aus der DE 34 02 631 A1 ist ein Keilnuten-Kugellager
mit umlaufenden Kugeln und einer Keilnutenwelle
bekannt, bei dem die Kugel-Spurrillen 21, die in den
Umfang der Keilnutenwelle 2 eingeformt sind, einen
halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, der nur ganz
geringfügig größer als der Durchmesser der Kugeln ist;
daher bilden die Auslaufbereiche der Spurrillen in der
jeweiligen Kugelumkehrzone eine Sperre bzw. eine
Barriere, einen erhöhten Widerstand für einen glatten,
reibungsarmen Einlauf der Kugeln in die Kugelumkehr-
Kanäle bzw. Kugelrücklaufbohrungen, so daß eine
Richtungsumkehr der Kugeln nur in Umkehrkanälen
erfolgen kann, die einen großen Krümmungsradius
aufweisen und die Kugelrücklaufbohrungen in der
äußeren Hülse können daher in Querschnittsansicht
betrachtet nur auf oder außerhalb bzw. oberhalb einer
Verbindungslinie bzw. Ebene durch die Mittelpunkte
zweier benachbarter, Belastung tragender Kugeln,
angeordnet sein, die in den Spurrillen auf den
gegenüberliegenden Seiten einer Rückenleiste auf den
Umfang der Keilnutenwelle laufen.
Eine weitere Kugelführungs-Hülse für Längsbewegung auf
einer Welle ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE-GM 70 18 259 bekannt, die große radiale Belastung
bei einfachem Aufbau und geringer Anzahl von erforderlichen
Bauteilen ermöglichen soll. Dies macht es
erforderlich, daß eine große Anzahl von Belastung
tragenden umlaufenden Kugelreihen zwischen Welle und
äußere Hülse vorzusehen sind. Eine Übertragung von
Drehmomenten ist ausdrücklich nicht vorgesehen, da die
Umfangsfläche der Welle glatt ist und keine Spurrillen
in Axialrichtung aufweist. Nur hierdurch ist es
möglich, daß die Kugeln, die nur eine Punktberührung
auf der Wellenoberfläche haben, zu mehr als die Hälfte
in der Spurrille in der äußeren Hülse eingebettet sind
und dort gegen Herausfallen festgehalten werden, auch
wenn die Welle aus der Hülse herausgezogen wird.
Die US 34 94 148 bezieht sich auf eine Kugelumlaufführung
bei einer teleskopartig ausziehbaren Wellenanordnung,
die eine Anzahl von umlaufenden Wälzlagern
enthält, welche zwischen einem äußeren und einem
inneren Wellenteil, die mit sich längs erstreckenden
Vertiefungen bzw. Keilen versehen sind, gehalten
werden. Diese Wälzlager dienen zur Übertragung eines
Drehmomentes von einem Wellenteil auf das andere
Wellenteil, wobei gleichzeitig eine im wesentlichen
reibungsfreie axiale Bewegung zwischen den Wellenteilen
ermöglicht wird. Die Wälzlager werden dabei in
einem Wellenteil gegen Herausziehen durch den anderen
Wellenteil gehalten.
Diese Vorrichtung enthält jedoch keine Rücklaufmöglichkeit
für die Kugeln im unbelasteten Zustand. Alle
Reihen von Kugeln befinden sich in belastetem Zustand
in Kontakt mit dem inneren Wellenteil und bewegen sich
bei Längsverschieben eines der Wellenteile in die
gleiche Richtung, so daß der beabsichtigte Kugelumlauf
nicht erfolgen kann.
Aus der US 36 59 435
ist beispielsweise ein Keilnutenwellen-
Kugellager mit umlaufenden Kugeln bekannt, das ein
zylindrisches Außenteil oder eine äußere Hülse auf
weist, wobei jede der darin enthaltenen Kugel-Rück
laufbohrungen in Querschnittsansicht des zylindrischen
Außenteiles betrachtet in der Ebene angeordnet sind,
die die Mittelpunkte von zwei benachbarten unter
Belastung stehenden Kugeln enthält, so daß die
Wandstärke des zylindrischen Außenteiles unvermeidbar
groß wird, was in einer Einschränkung der Verkleine
rung desselben resultiert.
Weiterhin bezieht sich die US 43 75 305,
im wesentlichen auf ein
Kugellagerkäfig in einem zylindrischen Außenteil, bei
dem U-förmige Kanäle radial in die innere Oberfläche
des zylindrischen Außenteils eingeschnitten sind, um
Spurrillen für nicht belastete Kugeln und Spurrillen
für belastete Kugeln in dem zylindrischen Außenteil
auszubilden, wobei diese Spurrillen jede für sich oder
gleichzeitig durch ein Räumverfahren oder eine
Schlitzfräsoperation hergestellt sein können, wodurch
der Wirkungsgrad der Spurrillen-Führungsfunktion um
einen ansehnlichen Betrag gesteigert wird.
Ferner ist gemäß der oben genannten Erfindung jede der
Kugel-Umlenkungs-Spurrillen bogenförmig gegen die
Keilnutenwellenseite gekrümmt, so daß die Größe des
Lagers gegenüber dem bekannten Lager wesentlich
vermindert werden kann, zur Verhinderung eines zu
fälligen Herausfallens der unbelasteten und belasteten
Kugeln aus den U-förmigen Spurrillen müssen diese
jedoch mittels eines Käfigs in dem zylindrischen
Außenteil gehalten werden, wodurch nicht nur ein
unvermeidlicher Bedarf an einer größeren Anzahl von
konstruktiven Bauteilen zum Zusammensetzen des Lagers
entsteht, sondern auch ein Ansteigen von sich an
häufenden Fehlermöglichkeiten in der Zusammenbauge
nauigkeit gegeben ist, durch die ein gelegentliches
Herausfallen der Kugeln aus den Laufbahn-Spurrillen
und weiterhin ein Anstieg der Gleitreibung aufgrund
unerwünschter Berührung bei Betrieb zwischen dem Käfig
und den umlaufenden Kugeln bedingt ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die den
bekannten Lagern anhaftenden verschiedenen Nachteile
zu beseitigen und ein Keilnuten-Kugellager mit umlau
fenden Kugeln anzugeben, das bei einem Bedarf an nur
geringen Herstellungskosten eine hohe Präzision und
Stabilität aufweist. Weiterhin hat die vorliegende
Erfindung besonders den Zweck, ein Keilnuten-Kugel
lager mit umlaufenden Kugeln anzugeben, bei dem, wenn
es gewünscht wird, die Keilnutenwelle aus der zylin
drischen äußeren Hülse herausnehmbar ist, wobei die
Kugeln in deren Kugelumlauf-Spurrillen sicher festge
halten verbleiben.
Das erfindungsgemäße Keilnuten-Kugellager mit umlau
fenden Kugeln umfaßt eine Keilnutenwelle mit einer im
allgemeinen zylindrischen Form, auf deren äußeren
Umfang eine Vielzahl von sich axial erstreckenden
Rückenleisten an verschiedenen Stellen ihres Umfanges
angeordnet sind und benachbarte, Belastung aufnehmende
Kugel-Spurrillen auf den gegenüberliegenden Seiten
einer jeden Rückenleiste ausgebildet werden und eine
zylindrische äußere Hülse, die imstande ist, die
Keilnutenwelle in einer verschiebbar beweglichen Weise
innerhalb ihrer inneren ringförmigen Bohrung aufzunehmen,
wobei auf der inneren Umfangs-Oberfläche der
inneren ringförmigen Bohrung eine Vielzahl von Belastung
aufnehmende Kugel-Spurrillen angeordnet sind,
die in gegenüberliegender Beziehung zu den Belastung
aufnehmenden Kugel-Spurrillen auf dem äußeren Umfang
der Keilnutenwelle stehen. Zwischen den gegenüberliegenden
Paaren von den Belastung aufnehmenden, sich
axial erstreckenden Kugel-Spurrillen der äußeren Hülse
und der Keilnutenwelle sind eine Vielzahl von Kugeln
dazwischenliegend angeordnet. In der Seitenwandung der
zylindrischen äußeren Hülse ist eine Vielzahl von
bogenförmig gekrümmten Kugelumkehr-Kanälen zum Umleiten
der Belastung tragenden Kugeln in Kugelrücklaufbohrungen
vorgesehen, wobei die Kugelumkehr-Kanäle
innerhalb eines Abschlußdeckels angeordnet sind, der
auf jeder der gegenüberliegenden Endflächen der
zylindrischen äußeren Hülse vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist jede der Kugelrücklaufbohrungen im
Querschnitt betrachtet nahe zu der Keilnuten-Wellenseite
und unterhalb einer Ebene angeordnet, die die
Mittelpunkte zweier benachbarter Belastung tragende
Kugeln (B) aufweist, die in zwei benachbarten,
Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen vorhanden
sind, welche in die innere Umfangslinie der zylindrischen
äußeren Hülse eingeformt sind.
Jede der Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen der
zylindrischen äußeren Hülse weist einen omegaförmigen
(Ω) Querschnitt mit einer sich axial erstreckenden
Schlitzöffnung in der inneren Oberfläche der zylindrischen
äußeren Hülse auf, wobei der größere Teil des
gesamten Volumens einer Belastung tragenden Kugel (B)
darin, das heißt in der Spurrille festgehalten wird.
Die Rückenleisten der Keilnutenwelle sind durch einen
Fräsvorgang in der äußeren Umfangsfläche der Keilnutenwelle,
die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist,
ausgebildet.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.
Von der oben genannten Konstruktion herrührend, kann
das Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln gemäß
der vorliegenden Erfindung eine fertig bearbeitete
Genauigkeit der wesentlichen konstruktiven Bauteile
bereitstellen, wobei ein glatter störungsfreier Umlauf
der Kugellager-Kugeln gewährleistet ist, und insbesondere
kann die zylindrische äußere Hülse in kompakter
Bauform mit verringertem äußeren Durchmesser
ausgebildet werden, wodurch eine große Stabilität bei
Betrieb mit hohen Geschwindigkeiten gegeben ist.
Die Erfindung wird anhand von zwei in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert
und beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer
Ausgestaltungsform gemäß der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das zusammenge
setzte Lager entlang der Ölschmierungsrille
des in Fig. 1 dargestellten zylindrischen
Außenteiles,
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch das zusammenge
setzte Lager gemäß der vorliegenden Erfin
dung,
Fig. 4 ist eine Detaildarstellung aus Fig. 2, die
daraus den Bereich rechts oben in vergrößer
tem Maßstab zeigt,
Fig. 5 ist eine Übersichtsdarstellung eines Ab
schlußdeckels,
Fig. 6 ist eine Ansicht, die den in den Abschluß
deckel eingeformten Kugelumkehrkanal dar
stellt, wobei (A) eine Seitenansicht und (B)
eine Querschnittsansicht ist,
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Aus
füllstückes, das dazu vorgesehen ist, um eine
Umlenkführung zur Umkehrung der umlaufenden
Kugeln zu bilden, und
Fig. 8 ist eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 4,
jedoch zeigt sie einen Teil der zweiten
Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfin
dung.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1
eine Vielkeilwelle bezeichnet, die im allgemeinen eine
zylindrische Form hat und auf ihrer äußeren Umfangs
fläche eine Vielzahl von sich axial erstreckenden
keilrückenartig vorstehenden Leisten 4 aufweist, die
jede mit einem trapezförmigen Querschnitt an besonde
ren Stellen ihres Kreisumfanges angeordnet sind, wobei
zwei benachbarte Spurrillen 5 an den gegenüberliegen
den Seiten einer jeden Leiste 4 ausgebildet werden.
Derartige Leisten 4 sind vorzugsweise auf der äußeren
Umfangsfläche der Vielkeilwelle 1 in einer größeren
Anzahl mit einem in Umfangsrichtung jeweils gleichen
Abstand zueinander vorgesehen.
Die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine zylindrische äußere
Hülse, die geeignet ist, die Vielkeilwelle 1 in einer
verschiebbar beweglichen Weise innerhalb ihrer inner
lichen ringförmigen Bohrung aufzunehmen, die einen
geringfügig größeren Durchmesser als der äußere
Durchmesser der Vielkeilwelle aufweist. Auf der
inneren Umfangs-Oberfläche der innerlichen ringförmi
gen Bohrung in der äußeren Hülse sind zum Führen und
Umlaufenlassen von unter Belastung stehenden Kugeln
eine Vielzahl von inneren peripheren Spurrillen 7
angeordnet, die in sich gegenseitig gegenüberliegender
Beziehung zu einer Vielzahl von auf der äußeren
Umfangsfläche der Vielkeilwelle 1 ausgebildeten Spur
rillen 5 stehen, wobei gleichfalls zwei benachbarte
innere periphere Spurrillen 7 sich auf den entgegenge
setzten Seiten einer gratrückenartigen Leiste 4 auf
der inneren Oberfläche der zylindrischen Hülse 2
gegenüberliegen.
Im zusammengesetzten Zustand, wenn die Vielkeilwelle 1
in die innere Ringbohrung der zylindrischen äußeren
Hülse 2 eingesteckt ist, sind zwischen die paarweise
zusammengehörenden äußeren peripheren Spurrillen 5 und
inneren peripheren Spurrillen 7, die jeweils auf der
äußeren Umfangsfläche der Vielkeilwelle 1 bzw. auf der
inneren Umfangsfläche der zylindrischen äußeren Hülse
2 vorgesehen sind, um so zwischen sich Laufbahn-Spur
rillen für Belastung tragende Kugeln auszubilden, eine
Vielzahl von Kugeln B eingefügt.
Es sei angemerkt, daß jede der äußeren und inneren
Spurrillen 5 und 7 im Querschnitt betrachtet einen
kreisförmigen Bogen im wesentlichen mit derselben
Krümmung wie die Kugeln aufweist.
An die Lagerteile des auf diese Weise zusammengefügten
Keilnutenlagers mit umlaufenden Kugeln kann, wie in
Fig. 1 dargestellt ist, von außen Schmiermittel-Öl
herangeführt werden, indem das Schmiermittel-Öl ein
fach durch eine Schmiermittel-Verteilungsrille 8, die
um das Mittelstück der zylindrischen äußeren Hülse 2
herum verläuft, über Schmierlöcher 8′ in eine Gruppe
von sich in den Rücklaufbohrungen 9 befindlichen
Kugeln eingefüllt wird.
Mit Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 1, 5 und 6
ist an jedem Ende der zylindrischen äußeren Hülse 2
ein Abschlußdeckel 11 vorgesehen, in welchen eine
Mehrzahl von Kugelumkehr-Kanälen 10′ an vorbestimmten
Bereichen eingeformt sind, so daß jeder der Kugelum
kehr-Kanäle 10′ bogenförmig gekrümmt ist und das nicht
nur in der Ebene, die sich parallel zur Achse der
zylindrischen äußeren Hülse erstreckt, sondern auch in
der Ebene die rechtwinkelig zu der genannten Ebene
steht, wobei an einem Ende eines jeden Kugelumkehr-
Kanals 10′ ein Überhangsbereich 16 zum glattfließenden
Führen der belasteten Kugeln aus den Belastungskugel-
Spurrillen in die Kugelumkehr-Kanäle angeorndet ist.
Der Kugelumkehr-Kanal 10′ wird durch Kombination einer
Umkehr-Spurrille 10 mit einem raumteilenden Zwischen
stück bzw. Abstandhalter 12 ausgebildet, der in eine
Abstandhalter-Befestigungsausnehmung 12′ eingesetzt
ist, die sich auf der inneren Oberfläche des Abschluß
deckels 11 über den mittleren Bereich der Umkehr-Spur
rille 10 hinausgehend erstreckt. Die Ausgestaltungs
form der Abstandhalter-Befestigungsausnehmung 12′ ist
so ausgebildet, daß die bogenförmige Querschnitts
öffnung der Ausnehmung 12′ auf Seiten des äußeren
Umfanges des Abschlußdeckels einen größeren Radius
aufweist als diejenige, die sich zum inneren Umfang
des Abschlußdeckels öffnet, so daß der in dem
Abschlußdeckel verfügbare Zwischenraum so gut wie
möglich nutzbar gemacht wird, um die Befestigung des
Abstandhalters 12 innerhalb der Abstandhalter-Be
festigungsausnehmungen 12′ zu erhöhen.
In der äußeren Oberfläche der zylindrischen äußeren
Hülse ist, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt
ist, eine Keilaussparung 3 vorgesehen, die eine
beliebige Form aufweisen kann, um die Hülse für eine
geeignete Verbindung mit irgendeinem Maschinen-Bauteil
oder Werkzeug passend zu machen.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der zylindrischen
äußeren Hülse 2 entlang der Schmiermittelrille 8,
wobei jede der Kugelrücklaufbohrungen 9 im Querschnitt
betrachtet dichter an der Vielkeilwellenseite ange
ordnet ist, als die Ebene, die die Mittelpunkte von
zwei benachbarten Kugeln aufweist, die sich in zwei
benachbarten, belastete Kugeln führenden Spurrillen
befinden, wobei sich die Spurrillen auf gegenüberlie
genden Seiten einer jeden sich axial erstreckenden
trapezförmigen Rückenleiste angeordnet sind, die auf
der äußeren Oberfläche der Vielkeilwelle ausgebildet
sind. Dieses Merkmal ist beispielsweise in Fig. 4 zu
erkennen: Die auf der rechten Seite des Bildes
dargestellte Rücklaufbohrung 9 liegt hier deutlich
tiefer als die gedachte horizontale Ebene durch die
Mittelpunkte der belasteten Kugeln B in der Spurrille
7 sowie die Mittelpunkte der auf gleicher Höhe
liegenden in der Zeichnung nicht dargestellten be
lasteten Kugeln in der benachbarten Spurrille.
Die Kugelumkehr-Kanäle 10′, die in Fig. 2 durch
gestrichelte Linien angedeutet sind, sind in einem
Abschlußdeckel 11 in einer solchen Weise ausgebildet,
daß jeder der Kugelumkehr-Kanäle nicht nur in der
Ebene, die sich parallel zur Achse der zylindrischen
äußeren Hülse erstreckt, bogenförmig gekrümmt ist,
sondern auch in der Ebene, die sich rechtwinkelig zu
der vorgenannten Ebene erstreckt, so daß ein glatt
fließendes Umlaufen der Kugeln durch sie (die Kanäle)
hindurch ermöglicht wird.
Der Durchmesser der Vielkeilwelle kann gemäß dieser
besonderen Konstruktion der vorliegenden Erfindung
größer ausgebildet werden, wodurch eine wesentliche
Erhöhung der Stabilität derselben ermöglicht wird, da
im Gegensatz zu bekannten Vielkeilwellenlagern ein
Käfig oder entsprechende Maßnahmen zum Festhalten der
Kugeln vollkommen überflüssig sind.
In Fig. 3 sind gemäß dem Axialbereich aus Fig. 1, in
der oberen Hälfte eine Reihe von Belastung tragenden
Kugeln dargestellt, die mit den Belastung tragenden
inneren peripheren Spurrillen 5 in Berührung stehen
und entlang diesen umlaufen, die auf beiden Seiten
wänden der sich axial erstreckenden trapezförmigen
Rückenleiste 4 der Vielkeilwelle 1 ausgebildet sind,
und in der unteren Hälfte ist eine Gruppe von
unbelasteten Kugeln in einer Kugelrücklaufbohrung 9
hintereinander angeordnet dargestellt.
Auf den axial sich gegenüberliegenden Enden der
zylindrischen äußeren Hülse 2 sind die Abschlußdeckel
11 befestigt, in welchen eine Vielzahl von Kugelum
kehr-Kanälen 10′ vorgesehen sind, die imstande sind,
die Belastung tragenden Kugeln von den Auslaßenden der
inneren peripheren Spurrillen 7 der zylindrischen
äußeren Hülse 2 in die entsprechenden Rücklaufbohrun
gen 9 umzuleiten.
Wenn es wünschenswert ist, können Dichtungsvorrichtun
gen 13 mittels beliebiger verfügbarer Befestigungs
mittel auf der äußeren Oberfläche der Abschlußdeckel
11 eingepaßt werden.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Viertels von
Fig. 2, welche die Einzelheiten der Belastung aufneh
menden äußeren peripheren Spurrillen 5, die auf beiden
Seiten einer sich axial auf der äußeren Umfangsfläche
der Vielkeilnutenwelle 1 erstreckenden Rückenleiste 4
angeordnet sind, ebenso verdeutlicht, wie die Einzel
heiten der damit verbundenen Belastung aufnehmenden
inneren peripheren Spurrillen 7, die auf der inneren
Umfangsfläche der zylindrischen äußeren Hülse 2
angeordnet sind.
Die äußeren peripheren Spurrillen 5 auf der Keilnuten
welle 1 können auf der äußeren Umfangsfläche einer
Welle mit kreisförmigem Querschnitt durch Fräsen eines
Paares von sich parallel und aixial erstreckenden
herausgefrästen Vertiefungen 6 hergestellt werden,
zwischen denen eine sich axial erstreckende Rücken
leiste 4 mit trapezförmigem Querschnitt stehenbleibt,
wodurch ein Paar von gleisartigen Spurrillen 5 mit
U-förmigem Querschnitt auf den gegenüberliegenden
Seitenwänden der so geformten Rückenleiste 4 ausgebil
det wird und es ermöglicht wird, daß die größtmögliche
Querschnittsfläche der Keilnutenwelle erhalten bleibt,
um die Stabilität derselben zu erhöhen.
In Fig. 4 ist das räumliche Verhältnis des Kugelhalte
vorsprunges 14 und der Aussparungsbereich 15 darge
stellt, die eine gleisartige Führungsspur für die
Belastung tragenden Kugeln ausbilden, welche durch ein
Räumverfahren auf der inneren Oberfläche der äußeren
Hülse hergestellt wird, so daß ein dauerhaftes,
beständiges Zurückhalten der Belastung tragenden
Kugeln in der Führungsspur wesentlich durch ihre
konstruktive Genauigkeit verbessert werden kann.
Die Berührungsfläche der Führungsspurrille mit den
Kugeln kann wärmebehandelt vergütet werden mit einer
nachfolgenden Läppbehandlung (Staubschleifen, Po
lieren), um eine Bearbeitungsgüte einer vorbestimmten
Oberflächenglätte und Abmessungsgenauigkeit zu erhal
ten, während ein Aussparungsbereich 15 in der Füh
rungsspur vorgesehen ist, um die Wirksamkeit der
Glättungsmaßnahme zu erhöhen.
Bezugnehmend auf Fig. 7 ist dort ein Zwischenstück 12
dargestellt, das in eine Kugelumkehr-Spurrille einge
paßt ist, um in dem Abschlußdeckel 11 einen Kugel-Um
kehrkanal 10′ auszubilden. Das Zwischenstück 12
besteht aus einem oberen Vorsprung 12′′ mit einem
größeren halbkreisförmigen Querschnitt, aus einem
unteren Vorsprung 12′′′ mit einem kleineren halbkreis
förmigen Querschnitt und aus einem zugespitzten
mittleren Bereich mit sich in axialer Richtung laufend
verändernden halbkreisförmigen Querschnittsflächen, so
daß das Zwischenstück 12 genau passend und dicht in
die Kugelumkehr-Spurrille 10 eingesetzt ist, und durch
die äußere Umfangs-Oberfläche des spitz zulaufenden
mittleren Bereiches der Kugelumkehrkanal 10′ ausge
formt wird. Durch die derartige Ausgestaltung der
oberen und unteren Bereiche des Zwischenstückes 12
wird eine verbesserte Bearbeitbarkeit desselben er
reicht. Die äußere Oberfläche des Zwischenstückes 12,
die mit der zylindrischen äußeren Hülse 2 in Berührung
gelangt, ist flach ausgebildet, um dadurch eine
relative Drehbewegung desselben zu verhindern. Eine
zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
in Fig. 8 dargestellt, worin die äußere Umfangslinie
der Keilnutenwelle 1 im Querschnitt betrachtet durch
Zusammenfügen von zwei Arten von Bögen α und β mit
unterschiedlichen Radien gebildet wird, wobei der
Bogen α mit dem größeren Radius den Gipfelfirst einer
trapezförmigen Rückenleiste 4 bildet und der Bogen
β mit dem kleineren Radius den anderen Teil der
äußeren Umfangslinie der Keilnutenwelle mit Ausnahme
der Rückenleiste 4 mit den auf beiden Seiten derselben
angeformten äußeren peripheren Spurrillen 5 bildet.
Diese zweite Ausgestaltungsform hat nämlich eine
weitaus einfachere Gestalt als die der ersten Ausge
staltungsform, um das Formgebungsverfahren derselben
zu erleichtern.
Die innere Oberfläche der zylindrischen äußeren Hülse
2 kann bis auf die inneren peripheren Spurrillen 7 auf
ähnliche Weise durch zwei Bögen mit unterschiedlichen
Radien geformt sein, wodurch ebenfalls das Formge
bungsverfahren derselben vereinfacht wird.
Die Belastung aufnehmenden inneren peripheren Spur
rillen 7 können hergestellt werden durch zuerst das
Anbringen einer Bohrung durch die dicke Seitenwandung
der zylindrischen äußeren Hülse 2 in ihrer axialen
Richtung an einer vorbestimmten Stelle mittels eines
Bohrwerkzeuges und danach durch das Freischneiden von
der inneren Oberfläche der so hergestellten Bohrung in
Richtung der inneren Umfangsfläche der zylindrischen
äußeren Hülse, bis die Bohrung teilweise bis in die
innere ringförmige Bohrung (für die Keilnutenwelle)
hineinreichend freigelegt ist, wodurch eine sich
darauf öffnende Spurrille mit einem sich axial
erstreckenden schmalen Schlitz ausgebildet wird. Die
Kugelrücklaufbohrung 9 wird andererseits einfach an
einer Stelle in der dicken Seitenwandung der zylin
drischen äußeren Hülse in axialer Richtung gebohrt.
Weiterhin ist die besagte Belastung aufnehmende innere
periphere Spurrille 7 so ausgebildet, daß sie im
Querschnitt gesehen einen geringfügig größeren Bogen
hat, als der den Querschnitt der Kugel bildende Bogen
für eine leichte Arbeitsweise, so daß ein Keilnuten
lager mit umlaufenden Kugeln zu niedrigen Her
stellungskosten bereitgestellt werden kann.
Es versteht sich von selbst, daß die vorliegende
Erfindung nicht nur auf die einzelnen oben erwähnten
Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern alle
Modifikationen und Abwandlungen umfaßt, soweit sie im
beanspruchten Bereich der beigefügten Ansprüche
liegen.
Claims (6)
1. Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln, bestehend
aus
- - einer Keilnutenwelle mit einer im allgemeinen zylindrischen Form, auf deren äußeren Umfang eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Rückenleisten an verschiedenen Stellen ihres Umfanges angeordnet sind und benachbarte, Belastung aufnehmende Kugel-Spurrillen auf den gegenüberliegenden Seiten einer jeden Rückenleiste ausgebildet werden,
- - einer zylindrischen äußeren Hülse, die imstande ist, die Keilnutenwelle in einer verschiebbar beweglichen Weise innerhalb ihrer inneren ringförmigen Bohrung aufzunehmen, wobei auf der inneren Umfangs-Oberfläche der inneren ringförmigen Bohrung eine Vielzahl von Belastung aufnehmende Kugel-Spurrillen angeordnet sind, die in gegenüberliegender Beziehung zu den Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen auf dem äußeren Umfang der Keilnutenwelle stehen,
- - einer Vielzahl von Kugeln, die zwischen den gegenüberliegenden Paaren von den Belastung aufnehmenden, sich axial erstreckenden Kugel-Spurrillen der äußeren Hülse und der Keilnutenwelle dazwischenliegend angeordnet sind und
- - einer Vielzahl von bogenförmig gekrümmten Kugelumkehr- Kanälen zum Umleiten der Belastung tragenden Kugeln in Kugelrücklaufbohrungen, die in der Seitenwandung der zylindrischen äußeren Hülse vorgesehen sind, wobei die Kugelumkehr-Kanäle innerhalb eines Abschlußdeckels angeordnet sind, der auf jeder der gegenüberliegenden Endflächen der zylindrischen äußeren Hülse vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - jede der Kugelrücklaufbohrung (9) im Querschnitt betrachtet nahe zu der Keilnuten-Wellenseite und unterhalb einer Ebene angeordnet ist, die die Mittelpunkte zweier benachbarter Belastung tragende Kugeln (B) aufweist, die in zwei benachbarten, Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen (7) vorhanden sind, welche in die innere Umfangslinie der zylindrischen äußeren Hülse (2) eingeformt sind.
- - jeder der Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen (7) der zylindrischen äußeren Hülse (2) einen omegaförmigen (Ω) Querschnitt mit einer sich axial erstreckenden Schlitzöffnung in der inneren Oberfläche der zylindrischen äußeren Hülse (2) aufweist, wobei der größte Teil des gesamten Volumens einer Belastung tragenden Kugel (B) darin, d. h. in der Spurrille (7) festgehalten wird, und
- - die Rückenleisten (4) der Keilnutenwelle (1) durch einen Fräsvorgang in der äußeren Umfangsfläche der Keilnutenwelle (1), die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ausgebildet sind.
2. Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - jede der genannten, Belastung aufnehmenden Kugel- Spurrillen (7) der Hülse (2) einen Aussparungsbereich (15) aufweist, der die Kugelberührungs-Spuroberfläche ausspart und
- - in die äußere Umfangsfläche der Keilnutenwelle (1) ein Paar von sich parallel und axial erstreckenden ausgeschnittenen Vertiefungen (6) vorgesehen sind, die einen schmalen Zwischenraum als Rückenleiste (4) zwischen sich stehen lassen.
3. Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln nach
Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückenleisten (4) auf
dem äußeren Umfang der Keilnutenwelle (1) durch
Zusammenlegung bzw. Kombination des Querschnittes
der Keilnutenwelle (1) aus zwei Arten von
kreisförmigen Querschnitten, die unterschiedliche
Radien aufweisen, gebildet werden, und daß die
Belastung aufnehmenden Kugel-Spurrillen (7) der
zylindrischen äußeren Hülse (2) jeweils so
geformt sind, daß sie einen kreisförmigen Quer
schnitt mit einem geringfügig größeren Radius als
der der Kugel (B) aufweisen.
4. Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln nach
einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der in den Abschlußdeckeln (11) an der
zylindrischen äußeren Hülse (2) vorgesehenen
Kugelumkehr-Kanäle (10′) durch das Einsetzen eines
abstandshaltenden Zwischenstückes (12) in eine
bogenförmig gekrümmte Kugelumkehr-Spurrille (10)
ausgebildet wird.
5. Keilnuten-Kugellager mit umlaufenden Kugeln nach
Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Vielzahl von Kugelum
kehr-Kanälen (10′) an vorbestimmten Stellen in
den Abschlußdeckeln (11) so angeordnet sind, daß
jeder der Kugelumkehr-Kanäle (10′) nicht nur in
der Ebene, die sich parallel zur Achse der
äußeren Hülse (2) erstreckt, bogenförmig gekrümmt
ist, sondern auch in der Ebene, die rechtwinklig
zu der erstgenannten Ebene steht.
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