DE4119135A1

DE4119135A1 - Linear ball bearing with ball cage made of plastics - has arrangement of longitudinal grooves t enable balls to circulate

Info

Publication number: DE4119135A1
Application number: DE19914119135
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Rabe
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1992-12-17

Abstract

The linear ball bearing is designed to slide on a shaft (1) of circular cross-section. The bearing is constructed from a cage (2) which is made of plastics, and which is fitted inside a metal bush (3). The cage (2) consists of segments which are connected by curved strips (10) to form a one piece moulding. The segments are divided by pairs of interconnected longitudinal grooves, which form channels to receive the balls and enable them to circulate as the bearing moves along the shaft (1). USE/ADVANTAGE - Linear ball bearing with internal channels to enable the balls to circulate.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzlagerkäfig für eine Kugelumlaufein heit für Linearführungen, mit mehreren hintereinander angeordneten Segmenten, welche jeweils mindestens eine Tragzone und eine Rücklauf zone für die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper aufweisen, und mit an den beiden Stirnseiten der Segmente angesetzten Kopfstücken, welche für die Kugeln Umlenkzonen enthalten, die jeweils eine Tragzone mit einer Rücklaufzone verbinden.The invention relates to a roller bearing cage for a ball recirculation unit for linear guides, with several arranged one behind the other Segments, each with at least one support zone and one return have zone for the rolling elements designed as balls, and with the two end faces of the segments, which for the balls contain deflection zones, each with a support zone connect a return zone.

Ein solcher Wälzlagerkäfig ist aus der DE-OS 39 37 781 bekannt, bei dem die einzelnen Käfigsegmente aus einem polymeren Werkstoff nach ihrer Herstellung im Spritzvorgang axial entformbar sind. Aufgrund der extrem hohen Hinterschneidungen in der Rücklaufzone würde eine radiale Entformung eines aus derartigen Bauteilen bestehenden einstückigen Käfigs fertigungstechnisch nicht möglich sein. Auch weisen die die Umlenkzonen enthaltenden Kopfstücke eine komplizierte Geometrie auf. Dieser Käfig enthält somit außer den Kopfstücken beispielsweise vier weitere einzelne Bauteile, welche außerordentlich schwierig zu montie ren sind und dabei beispielsweise durch Ultraschallschweißen mitein ander verbunden werden müssen. Außerdem ist ein fester Sitz dieses Käfigs in der ihn umgebenden Metallhülse der Kugelumlaufeinheit nur durch weitere Bauteile, wie Deckscheiben, erreichbar.Such a roller bearing cage is known from DE-OS 39 37 781, at after which the individual cage segments made of a polymeric material are axially demouldable during their production in the injection molding process. Due to the extremely high undercuts in the return zone would create a radial Demolding of a one-piece consisting of such components Cage manufacturing technology may not be possible. They also show the Head pieces containing deflection zones have a complicated geometry. This cage thus contains, for example, four in addition to the head pieces other individual components, which are extremely difficult to assemble ren and with each other, for example, by ultrasonic welding must be connected. In addition, this is a tight fit Cage in the surrounding metal sleeve of the recirculating ball only accessible through other components, such as cover plates.

Bei einem solchen weiteren, aus der DE-OS 39 37 782 bekannten Käfig müssen die den Käfig bildenden Teile parallel zur Längsachse verlau fende Bohrungen aufweisen, in welche durchgehende Zentrierstäbe einge setzt sind, die die Käfigteile zueinander und gegenüber der Metall hülse axial fixieren.In such a further cage known from DE-OS 39 37 782 the parts forming the cage must be parallel to the longitudinal axis have fende holes into which continuous centering rods are that sets the cage parts to each other and to the metal Secure the sleeve axially.

Aus der DE-AS 12 62 691 ist ein einstückiger Wälzlagerkäfig bekannt, dessen Fertigung jedoch kompliziert ist und bei Ausführung als Bauteil aus polymerem Werkstoff nicht in einer Vorrichtung ohne Radialschie berwerkzeuge hergestellt werden kann.A one-piece roller bearing cage is known from DE-AS 12 62 691, whose manufacture is complicated and when executed as a component made of polymeric material not in a device without radial slide over tools can be manufactured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Wälzlagerkäfig der eingangs genannten Art anzugeben, der sich leicht herstellen läßt, wobei für seine Ausführung als gieß- oder spritzbares Bauteil eine Vorrichtung ohne Radialschieberwerkzeuge anwendbar sein soll.The invention has for its object a simple structure Rolling cage of the type mentioned, which is easy can produce, for its execution as pourable or sprayable Component of a device can be used without radial slide tools should.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwi schen zwei benachbarten Segmenten des Wälzlagerkäfigs ein Verbindungs bord angeordnet ist, wobei alle Segmente und Verbindungsborde mitein ander zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind. Ein solcher ein stückiger Segmentteil des Käfigs braucht nicht mehr besonders montiert zu werden, wobei auch aufwendige Verbindungsverfahren, wie das Ul traschallschweißen, nicht erforderlich sind. Die Verbindungsborde können so gestaltet und angeordnet sein, daß der einstückige Segment teil eine genügend große Elastizität aufweist, um die Montage in der metallischen Lagerhülse der Kugelumlaufeinheit zu ermöglichen.This object is achieved in that between each two adjacent segments of the roller bearing cage a connection board is arranged, with all segments and connecting boards together are connected to a one-piece component. Such a one lumpy segment part of the cage no longer needs to be specially assembled to be, with complex connection methods, such as the Ul ultrasonic welding, are not required. The connecting shelves can be designed and arranged so that the one-piece segment partly has sufficient elasticity to be installed in the to enable the metallic bearing sleeve of the recirculating ball unit.

Die Verbindungsborde können in den Bereichen der Stirnflächen der Segmente an diesen angrenzen. Aufeinanderfolgende Verbindungsborde können abwechselnd der einen Stirnseite und der anderen Stirnseite benachbart sein. Solche wechselseitig angeordneten Verbindungsborde garantieren durch ihre Stirnflächen eine feste und wirkungsvolle Arretierung in der Metallhülse der Kugelumlaufeinheit und erleichtern die Verringerung des Außendurchmessers für den Montagevorgang.The connecting shelves can be in the areas of the end faces of the Adjacent segments to these. Successive connecting shelves can alternate one end face and the other end face be neighboring. Such mutually arranged connecting shelves guarantee a firm and effective through their end faces Lock in the metal sleeve of the recirculating ball unit and facilitate the reduction of the outside diameter for the assembly process.

Bevorzugt entspricht der innere Durchmesser der Verbindungsborde dem äußeren Durchmesser der Segmente. Bei ausreichender Elastizität der Verbindungsborde wird damit der gesamte einstückige Segmentteil des Käfigs sehr elastisch und ermöglicht ein gutes Montieren. Beim Ein schieben des Segmenteils in die Metallhülse wird dann der Außendurch messer des Käfigs verkleinert, bis die Stirnfläche der Verbindungs borde an der von der Einschiebseite abgewandten Seite der Metallhülse einschnappen kann. Die Verbindungsborde weisen daher bevorzugt An schlagflächen für die axiale Anlage an der Lagerhülse auf.The inner diameter of the connecting ribs preferably corresponds to this outer diameter of the segments. With sufficient elasticity Connecting shelves are the entire one-piece segment of the Cage very elastic and allows for easy assembly. When on then push the segment cable into the metal sleeve knife of the cage downsized until the end face of the connection shelves on the side of the metal sleeve facing away from the insertion side can snap. The connecting shelves therefore preferably have instructions striking surfaces for axial contact with the bearing sleeve.

Die Länge der Verbindungsborde in Umfangsrichtung ist bevorzugt größer, als der eine Tragzone und eine Rücklaufzone überbrückende Abstand der benachbarten Segmente. Diese Länge ist variabel und hängt von der erforderlichen Festigkeit der Verbindung zwischen dem Verbindungsbord und den Segmenten ab. Sie darf jedoch nicht kleiner sein, als die Summe der Breiten der Tragzone und der Rücklaufzone.The length of the connecting shelves in the circumferential direction is preferably greater, than the distance bridging a support zone and a return zone of the adjacent segments. This length is variable and depends on the required strength of the connection between the connecting board and the segments. However, it must not be smaller than that Sum of the widths of the supporting zone and the return zone.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen in folgendem: Durch geometrisch wenig voneinander abweichende einzelne Teile des Käfig-Segmentteils entstehen nur geringe Werkzeugkosten, wobei die Anzahl der erforderlichen Spritzgießwerkzeuge verringert wird. Die einstückige Bauweise des Segmentteils vereinfacht die Montage des gesamten Käfigs, da die Segmente nicht mehr aneinander befestigt zu werden brauchen. Es sind somit keine zusätzlichen Arbeitsgänge für das Ultraschallschweißen erforderlich. Daher können auch solche Kunst stoffe verarbeitet werden, die nicht ultraschallschweißbar sind. Der Käfig ist in der Lagerhülse der Kugelumlaufeinheit in einfacher Weise unlösbar fixiert.The advantages that can be achieved with the invention are as follows: By geometrically little different parts of the Cage segment part only incur low tool costs, whereby the Number of injection molds required is reduced. The one-piece construction of the segment part simplifies the assembly of the entire cage because the segments are no longer attached to each other will need. So there are no additional operations for the Ultrasonic welding required. Hence such art materials that cannot be ultrasonically welded are processed. The Cage is in the bearing sleeve of the recirculating ball unit in a simple manner permanently fixed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch eine an einer Führungsschiene angeordnete Kugelumlaufeinheit; Fig. 1 is an axial partial section through a guide rail arranged on a ball screw unit;

Fig. 2 eine Abwicklung des Segmentteils des Käfigs der Fig. 1. FIG. 2 shows a development of the segment part of the cage of FIG. 1.

An einer Führungsschiene 1 mit kreisförmigem Querschnitt ist eine Kugelumlaufeinheit in Längsrichtung verschiebbar angeordnet, die einen Käfig 2 und eine Lagerhülse 3 enthält, in welcher der Käfig 2 axial eingesteckt und darin fixiert ist. Die Lagerhülse 3 aus metallischem Werkstoff ist an ihren Stirnseiten mit Endkappen 4 soweit verschlos sen, daß nur noch die für das Aufstecken der Kugelbüchse auf die Führungsschiene 1 erforderliche Bohrung freibleibt. Der Käfig 2 be steht aus einem Segmentteil 5 und aus zwei an dem Segmentteil stirn seitig anliegenden Kopfstücken 6. Diese Käfigteile sind aus einem polymeren Werkstoff hergestellt.On a guide rail 1 with a circular cross section, a recirculating ball unit is arranged to be displaceable in the longitudinal direction, which contains a cage 2 and a bearing sleeve 3 , in which the cage 2 is inserted axially and fixed therein. The bearing sleeve 3 made of metallic material is so far sen at its end faces with end caps 4 that only the hole required for attaching the ball bushing to the guide rail 1 remains free. The cage 2 be consists of a segment part 5 and two end pieces 6 lying on the end face of the segment part. These cage parts are made of a polymeric material.

Mehrere in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Segmente 7 mit Tragzonen 8 und Rücklaufzonen 9 für die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper der Kugelumlaufeinheit sind bereits bei ihrer Herstellung dadurch zu einem einstückigen Bauteil ausgebildet, das zwischen je zwei benachbarten Segmenten 7 ein Verbindungsbord 10 angeordnet ist, der ebenfalls aus dem Werkstoff der Segmente besteht und mit diesen einstückig ist. Dabei muß die Länge L des Verbindungsbords 10 größer sein, als der Abstand A zwischen zwei benachbarten Segmenten 7 in Umfangsrichtung. Dieser Abstand enthält auch die Summe der Breiten der Tragzone 8 und der Rücklaufzone 9, ist also mindestens so groß, wie die Summe dieser Breiten. Auch die axiale Abmessung der Verbindungs borde 10 ist variabel. Damit sich eine genügend große Elastizität des Segmentteils ergibt, um dieses in einfacher Weise montieren zu können, grenzen die Verbindungborde 10 an den Segmenten 7 an der äußeren Umfangsfläche an. Der äußere Durchmesser D des Segmentteils 5 ent spricht also dem Durchmesser, auf dem die Verbindungsborde 10 mit ihren Innenseiten angeordnet sind.A plurality of segments 7 arranged one behind the other in the circumferential direction, with support zones 8 and return zones 9 for the rolling elements of the ball recirculating unit designed as balls, are thus already formed during their manufacture to form a one-piece component which is arranged between each two adjacent segments 7, a connecting board 10 , which also consists of the Material of the segments and is in one piece with them. The length L of the connecting board 10 must be greater than the distance A between two adjacent segments 7 in the circumferential direction. This distance also contains the sum of the widths of the support zone 8 and the return zone 9 , so it is at least as large as the sum of these widths. The axial dimension of the connecting shelves 10 is also variable. So that there is sufficient elasticity of the segment part in order to be able to assemble it in a simple manner, the connecting rims 10 adjoin the segments 7 on the outer peripheral surface. The outer diameter D of the segment part 5 speaks ent the diameter on which the connecting rims 10 are arranged with their inner sides.

Im Ausführungsbeispiel sind in Umfangsrichtung hintereinander angeord nete Verbindungsborde 10 abwechselnd an der einen Stirnseite 11 des Segmentteils und an der anderen Stirnseite 12 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine gute Befestigung des Segmentteils 5 in der Lagerhülse 3, weil die Verbindungsborde jeweils mit ihren inneren stirnseitigen Anschlagflächen 13 an den Stirnflächen der Lagerhülse 3 anliegen, an welchen sie dort beim Einstecken des Segmentteils 5 in die Lagerhülse 3 eingeschnappt sind.In the exemplary embodiment, connecting rims 10 are arranged one after the other in the circumferential direction, alternately on one end face 11 of the segment part and on the other end face 12 . This results in a good fastening of the segment part 5 in the bearing sleeve 3 , because the connecting rims each abut with their inner end faces 13 against the end faces of the bearing sleeve 3 , on which they are snapped there when the segment part 5 is inserted into the bearing sleeve 3 .

An den beiden Stirnseiten 11 und 12 des Segmentteils 5 grenzen die Kopfstücke so an, daß ihre Umlenkzonen jeweils eine Tragzone 8 und eine Rücklaufzone 9 für die Kugeln miteinander verbinden.At the two end faces 11 and 12 of the segment part 5 , the head pieces adjoin so that their deflection zones each connect a support zone 8 and a return zone 9 for the balls.

Claims

1. Wälzlagerkäfig für eine Kugelumlaufeinheit für Linearführungen, mit mehreren hintereinander angeordneten Segmenten, welche jeweils minde stens eine Tragzone und eine Rücklaufzone für die als Kugeln ausgebil deten Wälzkörper aufweisen, und mit an den beiden Stirnseiten der Segmente angesetzten Kopfstücken, welche für die Kugeln Umlenkzonen enthalten, die jeweils eine Tragzone mit einer Rücklaufzone verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Segmenten (7) jeweils ein Verbindungsbord (10) angeordnet ist, wobei alle Segmente (7) und Verbindungsborde (10) miteinander zu einem einstückigen Bau teil verbunden sind.1. Rolling bearing cage for a recirculating ball unit for linear guides, with several segments arranged one behind the other, each having at least one supporting zone and one return zone for the rolling elements designed as balls, and with head pieces attached to the two end faces of the segments, which contain deflection zones for the balls , each connecting a support zone with a return zone, characterized in that between each of two adjacent segments ( 7 ) a connecting board ( 10 ) is arranged, all segments ( 7 ) and connecting boards ( 10 ) being connected to one another to form a one-piece construction.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (7) und die Verbindungsborde (10) aus einem polymeren Werkstoff herge stellt sind.2. Cage according to claim 1, characterized in that the segments ( 7 ) and the connecting ribs ( 10 ) are made of a polymeric material Herge.

3. Käfig nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsborde (10) in den Bereichen der Stirnseiten (11, 12) der Segmente (7) an diesen angrenzen.3. Cage according to claims 1 or 2, characterized in that the connecting ribs ( 10 ) in the regions of the end faces ( 11 , 12 ) of the segments ( 7 ) adjoin them.

4. Käfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfol gende Verbindungsborde (10) abwechselnd der einen Stirnseite (11) und der anderen Stirnseite (12) des von den Segmenten (7) und den Ver bindungsborden (10) gebildeten Segmentteils (5) benachbart sind.4. Cage according to claim 3, characterized in that consecutive connecting rims ( 10 ) alternately one end face ( 11 ) and the other end face ( 12 ) of the segments ( 7 ) and the Ver connecting rims ( 10 ) formed segment part ( 5 ) are neighboring.

5. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der innere Durchmesser der Verbindungsborde (10) dem äußeren Durchmesser (D) des Segmentteils (5) entspricht.5. Cage according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the connecting ribs ( 10 ) corresponds to the outer diameter (D) of the segment part ( 5 ).

6. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Verbindungsborde (10) Anschlagflächen (13) für die axiale Anlage an einer sie umgebenden Lagerhülse (3) aufweisen.6. Cage according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting ribs ( 10 ) have stop faces ( 13 ) for axial contact with a surrounding bearing sleeve ( 3 ).

7. Käfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß in Umfangsrichtung die Länge (L) der Verbindungsborde (10) größer ist, als der eine Tragzone (8) und eine Rücklaufzone (g) über brückende Abstand (A) der benachbarten Segmente.7. Cage according to one of the preceding claims, characterized in that in the circumferential direction, the length (L) of the connecting ribs ( 10 ) is greater than that of a supporting zone ( 8 ) and a return zone (g) over bridging distance (A) of the neighboring ones Segments.