DE2017991A1 - Kugellager - Google Patents

Description

• Kugellager Die Erfindung betrifft ein Kugellager zur längsverschiebbaren Kupplung einer Welle mit einer sie umgebenden Muffe mit Hilfe mehrerer, über den Umfang verteilter endloser Kugelumlaufbahnen, die aus je zwei achsparallelen und zwei diese verbindenden kurvenförmigen Teilen bestehen1 wobei jeweils ein achsparalleler Teil einer Kugelumlaufbahn von einer Ausnehmung in der Muffe gebildet wird, in der sich die Kugeln unbelastet bewegen, während sie in dem anderen achsparallelen Teil dieser Umlaufbahn in je eine Kugelrille in der Muffenbohrung einerseits und in der Wellenoberfläche andererseits eingreifen Bekannt sind längsbewegliche Kugel- Kupplungshülsen zur reibungsarmen Übertragung von Drehmomenten, deren Laufs körper aus einem Stück spanabhebend hergestellt ist. Diese Kugelhülsen sind teuer in der Herstellung und erfordern einen relativ großen Einbauraum, bedingt durch die Van4-starke ihrer spanend hergestelltenHülsenteile.
• Es wurde auch schon ein Lager zur Übertragung von DreWv momenten beschrieben, bei dem der die Welle konzentrisch umschließende, hohlzylindrische Teil des Lagers, in des sen Rillen sich die Kugeln unbelastet bewegen, dünnwandig und spanlos hergestellt ist. Die anderen Teile dieser Kupplungshülse sind aber spanabhebend herges bellt auch die relativ massiven Abschlußstücke an den Stirnseiten des Lagers, deren Ausnehmungen die axialen Teile der Kugelumlaufbahnen miteinander verbinden. Aufwendig ist bei dieser bekannten Anordnung auch die Art des Zusammenhaltes zwischen den hohlzylindrischen Lagerteilen und den Verschluß stücken der stirnseitigen Lagerenden mit Hilfe von Nietbolzen, die sich durch die gesamte Länge des Lagers erstrecken Schließlich wurde auch noch ein Kugellager zur Kupplung einer Welle mit einer längsverschiebbar darauf angeordneten Muffe beschrieben, das eine dünnwandige, geschlitzte, gegebenenfalls aus Segmenten bestehende Innenhülse enthält, welche die mit Kugelrillen versehene Welle konzentrisch umgibt und eine Hülse und Welle umschließende massive Muffe mit Rillen zur Aufnahme der belasteten Kugeln sowie Bohrungen im Muffenkörper für den Kugelrücklau£O An den Stirnseiten ist das Lager durch Ringe verschlossen, die mit Hilfe von Schrauben an der Muffe befestigt werden. Diese Anordnung hat eine relativ große Querschnittsfläche, weil die achsparallelen Teile jeweils einer Kugelumlaufbahn derart angeordnet sind daß ihre Achsen mit unterschiedlichem radialen Abstand von der Lagerachse in einer Ebene durch die Lagerachse liegen. Ferner erfordert sie zu ihrem Zusammenbau gesondert hergestellte Befestigungselemente.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe runde, ein Kugellager zur längsverschiebbaren Kupplung einer Welle mit einer sie umgebenden Muffe zu schaffen, bei dem die Muffe sowie die anderen hohlzylindrischen, koaxial zur Welle angeordneten Lagerteile ohne spannabhebenden Arbeitsvorgang hergestellt werden können. Ferner soll diese die Welle umgebende Muffe eine geringere radiale Ausdehnung als die herkömmlichen Arten haben. Schließlich bezweckt die Erfindung nach, den Zusammenbau der Lagerteils durch eine vorteil@afte Verbindung zwischen der M@ffe und ihren stirnse @igen Abdeckteilen zu vereinfacken und insg@samt die Lagerfertigun zu verbilligen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Muffe ein spanlos, z.B. durch Spritzgießen, Fließpressen oder Sintern hergestellter Hohlzylinder ist, der sich über die gesamte Länge erstreckende, achsparallele Kugelrillen enthält, die derart paarweise angeordnet sind, daß die beiden Rillen eines Rillenpaares gegeneinander radial versetzt sind, und Jeweils eine davon mindestens die Tiefe des Kugeldurchmessers hat und von der Zylindermantelfläche einer in die Bohrung der Muffe eingesetzten, gehärteten, dünnwandigen Blechhülse überdeckt wird, welche die anderen Kugelrillen eines Rillenpaares der Muffe auskleidende, eingeprägte Rillen enthält, und daß in diese Blechhülse eine weitere dünnwandige Hülse eingesetzt ist, die im Bereich der nicht von der Blechhülse überdeckten Kugelrillen Längsschlitze aufweist, die schmaler als der Kugeldurchmesser sind, und daß die Stirnseiten der Muffe sowie der von ihr umschlossenen Hülsen durch dUnnwandige Kappen abgedeckt sind, die kurvenförmige KugelfUhrungsteile zur Verbindung der geraden Teile der Kugelumlaufbahnen enthalten.
• Die oben erwähnte vereinfachte Montage zwischen der Muffe und der dünnwandigen Kappe wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Muffe und Kappe durch einem dieser Teile angeformte Befestigungsmittel miteinander verbunden sind.
• Ferner kann bei einem Kugellager gemäß der Erfindung wenigstens eine der die Welle umgebenden Hül-imindestens teilweise aus Kunststoff und die dünnwandige geschlitzte.
• Hülse aus mehreren Segmenten bestehen0 Es liegt weiter im Sinke der Erfindung, daß die dUnnwandige geschlitzte Hülse durch Kleben oder Schweißen an der dünnwandigen Blechhülse befestigt ist, Die Vorteile des Kugellagers nach der Erfindung bestehen hauptsächlich darin, daß seine Teile nicht spanabhebend hergestellt und deshalb billiger sind. Die spanlose Fertigung läßt eine Verringerung der Wandstärke der Kupplungshülse zu, Für den Einbau des Lagers wird dadurch weniger Platz benötigt. Der erforderliche Einbauraum wird weiter durch die gegeneinander radial versetzt angeordneten Axialteile jeweils einer Kugelumlaufbahn verkleinert. Schließlich tritt noch eine Herabsetzung der Montagekosten ein, weil die Abschlußkappen mit den Lagerstirnseiten durch einem dieser Teile angeformte Befestigungsmittel verbunden werden und keine gesondert hergestellten Befestigungsteile in die Anordnung eingefügt werden müssen.
• Wie sich herausgestellt hat ist es zweckmäßig, den Umlenkbahnen zwischen den axial gerichteten Teilen der Kugellaufbahnen Evolventenform zu geben. Dadurch wird ein kontinuierlicher Bewegungsablauf zwischen dem Austritt der Kugeln aus einer axialen Laufrille und ihrem Eintritt in die andere axial gerichtete Laufrille erreicht. Der Kugelumlaut ist deshalb bei dem Lager nach der Erfindung gleichmäßiger als bei den bekannten Ausführungsformen mit kreisförmigen Umlenkbahnen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfind'ing ist in den Figuren dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die teilweise geschnittene Ansicht der Stirnseite eines Kugellagers nach der Erfindung und Fig. 2 einen Längsschnitt desselben Lagers mit der durch die Pfeile in Figur 1 gekennzeichneten Anordnung der Schnittebenen.
• Die Welle 1 mit in ihrer Oberfläche eingearbeiteten Kugelrillen 2 ist konzentrisch von einer Muffe 3 umschlossen.
• Diese Muffe 3 ist ein spanlos hergestelltes Bauteil, beispielsweise ein Spritzgußteil, ein Sinterteil oder auch ein durch Kaltfließpressen gefertigtes Stahlteil. Es liegt jedoch auch im Sinne der Erfindung, eine Muffe zu verwenden, die aus einem Richteisenmetall oder aus verstärktem Kunststoff besteht.
• Die Muffe 3 enthält mehrere achsparallel angeordnete Kugelrillen 4, die sich über ihre gesamte Länge erstrecken und mindestens die Tiefe des Kugeldurchmessers haben. In die Muffenbohrung ist eine beispielsweise einsatzgehärtete, dUnnwandige Blechhülse 5 eingesetzt, die mit Teilen ihrer Zylindermantelfläche die Kugelrillen 4 in der Muffe 3 überdeckt. Die dünnwandige Blechhülse 5 enthält achsparallel verlaufende, eingeprägte Rillen 6o Die Mantelflächen dieser Rillen 6 kleiden entsprechend angeordnete Rillen in der Muffe 3 aus, die weniger tief als die Rillen 4 in die Muffe 3 hineinragen0 Zwischen den zylindrischen Teilen der dünnwandigen Blechhülse 5, die auch aus mehreren Segmenten bestehen kann, und der Welle 1 ist eine weitere dünnwandige Hülse 7 eingesetzt, die im Bereich der nicht von der dünnwandigen Blechhülse 5 überdeckten Kugelrillen der Muffe 3 Längsschlitze aufweist, die schmaler als der Kugeldurchmesser sind. Die dünnwandige Hülse 7 kann aus Blech oder Kunststoff bestehen und beispielsweise mit Hilfe eines Zapfens 8 in einer entsprechenden Zentrierbohrung der dünnwandigen Blechhülse 5 eingesetzt und vorzugsweise durch Kleben, Punktschweißen, Warzenschweißen daran befestigt sein, Die endlosen Umlaufbahnen für die Kugeln 9 werden jeweils von zwei achsparallelen Teilen und zwei diese verbindenden, kurvenförmigen Teilen gebildet. Die achsparallelen Teile der Kugelumlaufbahnen sind, wie Figur 1 zeigt, paarweise angeordnet und zwar derart, daß die beiden Rillen 10, 11 gegeneinander radial versetzt sind. Die kurvenförmigen Teile der Kugelumlaufbahnen sind in den dünnwandigen Kappen 12 enthalten. Diese Kappen 12 decken die Stirnseiten der Muffe 3 sowie der von ihr umschlossenen Hülsen 5 und 7 ab.
• Die Befestigung der Kappe 12 erfolgt vorzugsweise mit Hilfe den zu verbindenden Elementen angeformter Teile,beispielsweise mit Nietstiften 13. Figur 1 veranschaulicht durch die nierenartigen Prägungen 14 die oben erwähnte, evolventenförmige Umlenkung der Kugeln aus einem geraden Teil ihrer Laufbahn in den anderen, d.h. aus der belasteten Laufrille in die Rücklaufrille.

Claims (5)

Ansprüche

1. Kugellager zur längsverschiebbaren Kupplung einr Welle mit einer sie umgebenden Muffe mit Hilfe mehrerer, über den Umfang verteilter endloser Kugelumlaufbahnen, die aus Je zwei achsparallelen und zwei diese verbindenden kurvenförmigen Teilen bestehen, wobei Jeweils ein achsparalleler Teil einer Kugelumlaufbahn von einer Ausnehmung in der Muffe gebildet wird, in der sich die Kugeln unbelastet bewegen, während sie in dem anderen achsparallelen Teil dieser Umlaufbahn in je eine Kugelrille in der Muffenbohrung einerseits und in der Wellenoberfläche andererseits eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe ein spanlos, zum Beispiel durch Spritzgießen, Fließpressen oder Sintern hergestellter Hohlzylinder ist, der sich über die gesamte Länge erstreckende, achsparallele Kugelrillen enthält, die derart paarweise angeordnet sind, daß die beiden Rillen eines Rillenpaares gegeneinander radial versetzt sind und jeweils eine davon mindestens die Tiefe des Kugeldurchmessers hat und von der Zylindermantelfläche einer in die Bohrung der Muffe eingesetzten, gehärteten, dünnwandigen Blechhülse überdeckt wird, welche die anderen Kugelrillen eines Rillenpaares der Muffe auskleidende, eingeprägte Rillen enthält, und daß in diese Blechhülse eine weitere dünnwandige Hülse eingesetzt ist, die im Bereich der nicht von der Blechhülse überdeckten Kugelrillen Längsschlitze aufweist, die schmaler als der Kugeldurchmesser sind, und daß die Stirnseiten der Muffe sowie der von ihr umschlossenen Hülsen durch dünnwandige Kappen abgedeckt sind, die kurvenförmige Kugelführungsteile zur Verbindung der geraden Teile der Kugelumlaufbahnen enthalten.

2. Kugellager nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Muffe und dünnwandige Kappe durch einem dieser Teile angeformte Befestigungsmittel miteinander verbunden sind.

3. Kugellager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der die Welle umschließenden Hülsen mindestens teilweise aus Kunststoff besteht.

4. Kugellager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandige geschlitzte Hülse aus mehreren Segmenten besteht.

5. Kugellager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandige geschlitzte HUlse durch Kleben oder Schweißen an der dünnwandigen Blechhülse befestigt ist.