DE19954387A1

DE19954387A1 - Linear ball bearing has shaft and sleeve acting as ball race with bearing section in which balls are in contact with shaft, return section and reversing section, bearing section including race and tiltable guide pressed outwards by spring

Info

Publication number: DE19954387A1
Application number: DE1999154387
Authority: DE
Inventors: Heinz Greiner
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Amk Arnold Mueller & Co Kg 73230 Kirchheim GmbH
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: DE19954387B4

Abstract

The linear ball bearing has a guide shaft (2) and a sleeve (1) acting as ball race. This has a bearing section in which the balls (7) are in contact with the shaft, a return section and a reversing section (9) linking the two. The bearing section includes a race (6) and a tiltable guide (5) which is pressed outwards radially by a spring washer (14).

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Linearkugellager mit einer als Welle ausgebildeten Führungsschiene und mehreren die Welle umgebenden, in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordneten, eine Hülse bildenden Kugelumläufen, die jeweils einen Tragabschnitt mit an der Welle abrollbar abgestützten tragen den Kugeln, einen Rücklaufabschnitt mit rücklaufenden Kugeln und zwei diese Abschnitte miteinander verbindende Umlenkabschnitte aufweisen, wobei die tragenden Kugeln eines Umlaufs zusätzlich an einer Laufbahn eines Tragbahnelementes abrollbar abgestützt sind, welches kippbar ausgeführt und einem die Kugeln führenden Käfigelement zugeordnet ist.The invention relates to a linear ball bearing with a shaft Guide rail and several surrounding the shaft in the circumferential direction in Spaces arranged one behind the other, forming a sleeve, which each carry a support section with rollable support on the shaft the balls, a return section with return balls and two of these Have sections connecting deflecting sections, the bearing balls of a revolution in addition to a career Carrier track element are supported rollable, which is tiltable and is assigned to a cage element guiding the balls.

Background of the Invention

Solche Kugelhülsen sind, wenn sie mit einem gezogenen Außenring ausgeführt sind, häufig wenig präzise hergestellt. Die eingelegten Tragbahnelemente kön nen durch Schleifen kostengünstig hergestellt werden und sind dabei dicken konstant im µ-Bereich. Weiterhin können die Tragbahnelemente ballig ausge führt und dadurch kippbar sein. Das ermöglicht eine bauraumkleine Lösung. Such ball sleeves are, if they run with a drawn outer ring are often produced with little precision. The inserted track elements can NEN can be produced inexpensively by grinding and are thick constant in the µ range. Furthermore, the track elements can be crowned leads and thereby be tiltable. This enables a small installation space.

Aus dem Dokument DE 42 10 039 A1 ist ein Linearkugellager der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem stützen sich die Käfigelemente jeweils zweier in Umfangsrichtung benachbart angeordneter Tragbahnelemente ge genseitig über federnde Zungen ab. Aufgrund des begrenzten Bauraumes und der Beschaffenheit der Zungen aus dem Käfigwerkstoff ist nur eine begrenzte Einstellbarkeit gegeben. Außerdem besteht die Gefahr der Ermüdung bei gro ßen Einstellbewegungen über die Zeit.From document DE 42 10 039 A1, a linear ball bearing is the beginning known type known. The cage elements are supported in this case two in the circumferential direction adjacent carrier elements ge on the opposite side via resilient tongues. Due to the limited space and the nature of the tongues made of the cage material is only a limited one Adjustability given. There is also a risk of fatigue with large adjustment movements over time.

Summary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Linearkugellager zu schaffen, bei dem sich jedes der kippbar ausgeführten Tragbahnelemente unabhängig von seinen benachbarten Tragbahnelementen über die tragenden Kugeln auf die Laufbahn der Welle einstellen kann.The invention is based on the object of creating a linear ball bearing in which each of the tiltable track elements are independent from its neighboring track elements over the supporting balls can adjust the track of the shaft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Hülse an den Käfigelementen ein die Tragbahnelemente in Bezug auf die Welle radial nach außen drückender Federring angeordnet ist. Jedes Käfigelement kann zweitei lig ausgeführt sein, wobei es in Bezug auf die Welle aus einem inneren Käfig teil und einem äußeren Käfigteil besteht. Der Federring wirkt so, dass er eine Kraft ausübt, die von innen nach außen wirkt. Er drückt den inneren Teil des Käfigsegmentes an das Tragbahnelement und damit das Tragbahnelement nach außen.This object is achieved in that in the sleeve on the Cage elements radially after the track elements with respect to the shaft external spring washer is arranged. Each cage element can second lig be performed, being in relation to the shaft from an inner cage part and an outer cage part. The spring ring works so that it is a Exerts force that works from the inside out. He expresses the inner part of the Cage segment to the track element and thus the track element outward.

Jedes Käfigelement kann an dem zugehörigen Tragbahnelement durch Form schluß festgelegt sein. In diesem Fall ist das Tragbahnelement am Käfigele ment eindeutig in der Lage zentriert, wobei die Stirnseite des Tragbahnele mentes am Käfigelement anliegt. Das jeweilige Tragbahnelement kann eine Berührungsfläche aufweisen, über welche es an einer deckungsgleichen Be rührungsfläche des zugehörigen inneren Käfigteils radial abgestützt ist.Each cage element can be attached to the associated track element by shape finally be determined. In this case the track element is on the cage ment clearly centered in position, with the end face of the supporting track mentes against the cage element. The respective track element can be a Have contact surface over which it is on a congruent Be Contact surface of the associated inner cage part is supported radially.

Der Federring kann in einer zu der Welle hin geöffneten gemeinsamen Um fangsnut der inneren Käfigteile angeordnet sein. Er ist so gestaltet, dass er durch die Nut zusammengedrückt wird, wenn die Käfigelemente in eine ent sprechende Außenkontur gebracht werden. Vor dem Einsetzen in das Käfige lement ist der Außendurchmesser des Federringes größer als der Durchmesser der Umfangsnut. Damit die Käfigelemente in der Hülse ohne gegenseitigen Kontakt angeordnet sind, kann der Federring mit Konturen versehen werden, so dass er eine Zuordnungsfunktion übernimmt. Er kann geschlossen oder offen sein. Im Übrigen bewirkt der Federring auch die Längsbefestigung der Käfigelemente in der Hülse. Es ist auch möglich, an dem Käfigelement mehrere die Tragbahnelemente radial nach außen drückende Federringe anzuordnen.The spring washer can in a common order open to the shaft be arranged groove of the inner cage parts. It is designed so that it is compressed by the groove when the cage elements ent speaking outer contour. Before inserting it into the cage lement is the outer diameter of the spring ring larger than the diameter the circumferential groove. So that the cage elements in the sleeve without mutual Contacts are arranged, the spring ring can be provided with contours, so that it takes on an assignment function. It can be closed or be open. In addition, the spring ring also effects the longitudinal fastening of the Cage elements in the sleeve. It is also possible to have several on the cage element to arrange the support elements radially pressing out spring washers.

Die mit den Käfigelementen und den Tragbahnelementen eine Hülse bildenden Kugelumläufe können in einem Gehäuse gehalten sein, welches Durchbrüche für das Hindurchragen der von den Laufbahnen abgewandten äußeren Ober flächen der Tragbahnelemente aufweist.Those forming a sleeve with the cage elements and the supporting track elements Ball circulations can be held in a housing, which breakthroughs for protruding through the outer upper facing away from the raceways has surfaces of the track elements.

Die Welle kann mit wenigstens einer profilierten Längsnut versehen sein, in welcher eine Laufbahn für tragende Kugeln ausgebildet ist. Durch eine heraus gezogene innere Kontur des von den Käfigelementen gebildeten Käfigs in Ver bindung mit einem Rückhaltesteg des jeweiligen Käfigelementes für die tra genden Kugeln, wobei der Rückhaltesteg in dem Bereich zwischen zwei be nachbarten Laufbahnen des zugehörigen Tragbahnelementes angeordnet ist, ergibt sich die Möglichkeit, ausgehend von einer kreisrunden Welle, durch Profilieren derselben eine Drehmomentführung herzustellen, die den Vorteil eines sehr hohen Widerstandsmomentes aufweist. Bei Einsatz einer solchen Drehmomentführung in der Pneumatik erhält man durch deren einfache Kontur eine sehr gute Abdichtungsmöglichkeit. Eine kreisrunde Welle dient in diesem Fall als Ausgangsmaterial. Die Welle kann in einfacher Weise gehärtet und geschliffen werden.The shaft can be provided with at least one profiled longitudinal groove, in which is a track for supporting balls. Through one out drawn inner contour of the cage formed by the cage elements in Ver binding with a retaining web of the respective cage element for the tra balls, the retaining web in the area between two be neighboring raceways of the associated support track element is arranged, the possibility arises, starting from a circular wave Profiling the same to produce a torque guide that has the advantage has a very high section modulus. When using one Torque guidance in pneumatics is obtained through its simple contour a very good sealing option. A circular wave is used in this Case as starting material. The shaft can be easily hardened and be sanded.

Brief description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Linearkugellager, welches aus einer Welle und einer diese umgebenden Hülse besteht; FIG. 1 is a cross section of a linear ball bearing, which consists of a shaft and a surrounding sleeve;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Linearkugellager nach Fig. 1. Fig. 2 shows a partial longitudinal section through the linear ball bearing of FIG. 1.

Detailed description of the drawing

Ein erfindungsgemäßes Kugellager besteht aus einer Hülse 1, welche eine Welle 2 umgibt. Die Hülse 1 ist aus drei gleichen Segmenten zusammenge setzt, von denen jedes zwei Kugelumläufe aufweist. Diese sind in einem Käfig element geführt, welches aus einem inneren Käfigteil 3 und einem äußeren Käfigteil 4 besteht. In diesem Käfigelement ist außerdem jeweils ein Tragbahn element 5 angeordnet. Zwischen den Laufbahnen 6 jedes Tragbahnelementes 5 und der Welle 2 sind tragende Kugeln 7 der Kugelumläufe angeordnet. Diese können einerseits an der Welle 2 und andererseits an der zugehörigen Lauf bahn 6 des Tragbahnelementes 5 abrollen, wenn sich die Hülse 1 und die Welle 2 relativ zueinander bewegen.A ball bearing according to the invention consists of a sleeve 1 which surrounds a shaft 2 . The sleeve 1 is composed of three identical segments, each of which has two ball revolutions. These are guided in a cage element, which consists of an inner cage part 3 and an outer cage part 4 . In this cage element, a supporting track element 5 is also arranged. Load-bearing balls 7 of the ball revolutions are arranged between the raceways 6 of each support track element 5 and the shaft 2 . These can roll on the one hand on the shaft 2 and on the other hand on the associated raceway 6 of the supporting track element 5 when the sleeve 1 and the shaft 2 move relative to one another.

Jedes Segment der Hülse 1 weist zwei Kugelumläufe auf. Außer dem Tragab schnitt mit tragenden Kugeln 7 enthält ein Umlauf jeweils einen Rücklaufab schnitt mit rücklaufenden Kugeln 8 und zwei diese Abschnitte miteinander ver bindende Umlenkabschnitte 9, so dass endlose Umläufe gebildet sind. Die Ku geln 7 und 8 werden in dem aus dem inneren Käfigteil 3 und dem äußeren Kä figteil 4 gebildeten Käfigelement geführt. Dieses weist in dem Bereich zwischen den beiden Laufbahnen 6 des Tragbahnelementes 5 einen Rückhaltesteg 10 für die tragenden Kugeln 7 auf.Each segment of the sleeve 1 has two ball revolutions. In addition to the Tragab section with load-bearing balls 7 , one cycle contains a Rücklaufab section with returning balls 8 and two these sections with each other ver binding deflection sections 9 , so that endless rotations are formed. The Ku gels 7 and 8 are performed in the cage element formed from the inner cage part 3 and the outer cage part 4 . In the area between the two raceways 6 of the supporting track element 5, this has a retaining web 10 for the supporting balls 7 .

Die drei Segmente der Hülse 1, die jeweils zwei Kugelumläufe in einem inneren Käfigteil 3 und einem äußeren Käfigteil 4 sowie ein Tragbahnelement 5 ent halten, werden von einem sie umgebenden Gehäuse 11 zusammengehalten.The three segments of the sleeve 1 , each holding two ball revolutions in an inner cage part 3 and an outer cage part 4 and a supporting track element 5 , are held together by a housing 11 surrounding them.

Dieses ist mit Durchbrüchen 12 versehen, die am Mantel in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnet sind. Drei Durchbrüche befinden sich in den Bereichen der Tragbahnelemente 5. Daher können die Tragbahnelemente 5 mit ihren von den Laufbahnen 6 abgewandten äußeren Oberflächen 13 durch die Durchbrüche 12 hindurchragen, um sich in einer Bohrung eines Anschluß bauteils abzustützen. Da die äußere Oberfläche 13 jedes Tragbahnelementes 5 gewölbt, also sowohl um die Längsachse der Welle 2 als auch um eine dazu rechtwinkelige Achse gekrümmt ausgeführt ist, kann sich das Tragbahnelement 5 durch Verkippen auf Maßtoleranzen der Welle 2 einstellen.This is provided with openings 12 which are arranged one behind the other in the circumferential direction on the jacket. There are three openings in the areas of the supporting track elements 5 . Therefore, the support track elements 5 can protrude with their outer surfaces 13 facing away from the raceways 6 through the openings 12 in order to be supported in a bore of a connection component. Since the outer surface 13 of each support track element 5 is curved, that is to say it is curved both about the longitudinal axis of the shaft 2 and about an axis perpendicular thereto, the support track element 5 can adjust to dimensional tolerances of the shaft 2 by tilting.

Damit die Tragbahnelemente 5 an der inneren Oberfläche der Bohrung des Anschlußbauteils anliegen und sich dort kippbar abwälzen können, weist die Hülse 1 einen Federring 14 auf, der in einer Umfangsnut 15 aller inneren Kä figteile 3 eingesetzt ist. Dieser hat im nicht eingebauten Zustand einen größe ren Durchmesser als die Umfangsnut 15. Daher ist er im eingebauten Zustand bestrebt, die inneren Käfigteile 3 radial nach außen zu drücken. Die Tragbahn elemente 5 liegen mit Berührungsflächen 16 an Oberflächenabschnitten der inneren Käfigteile 3 an. Daher werden mit diesen Käfigteilen 3 auch die Trag bahnelemente 5 von dem Federring 14 radial nach außen gedrückt.So that the track elements 5 rest against the inner surface of the bore of the connecting component and can roll over there tiltably, the sleeve 1 has a spring washer 14 , which is used in a circumferential groove 15 of all inner parts 3 Ka. This has a larger diameter than the circumferential groove 15 when not installed. Therefore, in the installed state, he strives to push the inner cage parts 3 radially outward. The supporting track elements 5 rest with contact surfaces 16 on surface sections of the inner cage parts 3 . Therefore, with these cage parts 3 , the supporting track elements 5 are pressed radially outward by the spring ring 14 .

Im Ausführungsbeispiel ist die Welle 2 im Querschnitt kreisförmig ausgeführt. Die Hülse 1 ist aber auch für solche Wellen geeignet, welche profilierte Längs nuten aufweisen, in denen Laufbahnen für die tragenden Kugeln 7 ausgebildet sind. Die Welle ist dann nicht mehr exakt kreisförmig sondern hat gegenüber den Kugellaufbahnen herausragende Oberflächenbereiche. Zu diesem Zweck ist jedes innere Käfigteil 3 mit einer herausragenden inneren Kontur 17 verse hen, die es ermöglicht, auch eine in dieser Weise abgewandelte Welle in der Hülse 1 aufzunehmen. In the exemplary embodiment, the shaft 2 is circular in cross section. The sleeve 1 is also suitable for those shafts that have profiled longitudinal grooves in which raceways for the supporting balls 7 are formed. The shaft is then no longer exactly circular, but has outstanding surface areas compared to the ball raceways. For this purpose, each inner cage part 3 is hen with an outstanding inner contour 17 verse, which makes it possible to accommodate a shaft modified in this way in the sleeve 1 .

reference numeral

11

Hülse
Sleeve

22nd

Welle
wave

33rd

inneres Käfigteil
inner cage part

44th

äußeres Käfigteil
outer cage part

55

Tragbahnelement
Carriage element

66

Laufbahn
career

77

tragende Kugel
carrying ball

88th

rücklaufende Kugel
returning ball

99

Umlenkabschnitt
Deflection section

1010th

Rückhaltesteg
Retaining bridge

1111

Gehäuse
casing

1212th

Durchbruch
breakthrough

1313

äußere Oberfläche
outer surface

1414

Federring
Spring washer

1515

Umfangsnut
Circumferential groove

1616

Berührungsfläche
Touch area

1717th

herausragende innere Kontur
outstanding inner contour

Claims

1. Linear ball bearing with a guide rail designed as a shaft ( 2 ) and a plurality of the shaft ( 2 ) surrounding circumferentially at intervals, a sleeve ( 1 ) forming ball revolutions, each having a support section with roll on the shaft ( 2 ) supported tra balls ( 7 ), a return section with returning balls ( 8 ) and two deflecting sections ( 9 ) connecting these sections with each other, the supporting balls ( 7 ) of one cycle additionally being supported on a raceway element ( 6 ) of a supporting track element ( 5 ) in a rollable manner , which is designed to be tiltable and is assigned to a cage element guiding the balls ( 7 , 8 ), characterized in that in the sleeve ( 1 ) on the cage elements, the supporting track elements ( 5 ) are radially outward with respect to the shaft ( 2 ) pressing spring ring ( 14 ) is arranged.

2. Ball bearing according to claim 1, characterized in that each cage element is designed in two parts, wherein it consists of an inner cage part ( 3 ) and an outer cage part ( 4 ) with respect to the shaft ( 2 ).

3. Ball bearing according to claim 2, characterized in that the spring ring ( 14 ) in a to the shaft ( 2 ) open common circumferential groove ( 15 ) of the inner cage parts ( 3 ) is arranged.

4. Ball bearing according to claim 1, characterized in that each cage element on the associated support track element ( 5 ) is fixed by positive locking.

5. Ball bearing according to claim 2, characterized in that the respective track element ( 5 ) has a contact surface ( 16 ), by means of which it is supported radially on a congruent contact surface of the associated inner cage part ( 3 ).

6. Ball bearing according to claim 1, characterized in that with the cage elements and the supporting track elements ( 5 ) a sleeve ( 1 ) forming ball circulations are held in a housing ( 11 ) which openings ( 12 ) for the penetration of the raceways ( 6 ) facing away from outer surfaces ( 13 ) of the supporting track elements ( 5 ).

7. Ball bearing according to claim 1, characterized in that on the cage elements several the track elements ( 5 ) radially outwardly pressing spring rings ( 14 ) are arranged.

8. Ball bearing according to claim 1, characterized in that the shaft has at least one profiled longitudinal groove in which a raceway for supporting balls ( 7 ) is formed.