DE2125603A1

DE2125603A1 - Walzlager

Info

Publication number: DE2125603A1
Application number: DE19712125603
Authority: DE
Inventors: Walter 4830 Gutersloh Kohler
Original assignee: Ima Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH and Co
Current assignee: Ima Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH and Co
Priority date: 1971-05-24
Filing date: 1971-05-24
Publication date: 1972-12-14

Description

Wälzlager Die Erfindung betrifit ein Wälzlager für geradlinige Wellenführungen mit beliebigen Hublängen.
Bei derartigen bekannten Wälzlagern, die als Kugelbüchsen ausgeführt sind, sind die Kugelführungen parallel zur Welle angeordnet: dabei sind die die Kugelführungen bildenden Kugelkäfige derart ausgebildet, daß die belastete Kugelreihe einen nur wenig geringeren Abstand von der Mittelachse der Welle hat als die unbelastete Kugelreihe. In bezug auf die Mantelfläche der Welle liegen also beide Kugelreihen mit geringer Schrägneigung nebeneinander. Auf Grund dieser Bauart ist zwar der Gesamtdurchmesser der bekannten Kugelbüchsen für geradlinige Wellenführungen nicht sehr viel größer, als das Maß, das sich aus dem Wellendurchmesser zuzüglich zwei Kugeldurchmessern und den einander gegenüberliegenden Wandungsstärken der Kugelbüchse ergibt. Die Welle kann jedoch nur auf verhältnismäßig wenigen Stellen ihres Außenumfangs von belasteten Kugeln unterstützt bzw. gelagert werden, weil zwischen den belasteten Kugelreihen ein großer Abstand vorhanden sein muß für die unbelastete Kugelreihe des Rücklaufs und die vordere bzw. hintere Umlenkung, Diese bekannten Wälzlager sind daher nicht sehr stark belastbar und unter gewissen Umständen kann auch als weiterer Nachteil hinzu kommen, daß die Mantelflächen der so gelagerten Wellen an den Stellen der Berührung mit den belasteten Kugelreihen eingedrückt oder abgenutzt werden und dann linienförmige Markierungen aufweisen.
Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, nach der ein Wälzlager für geradlinige Wellenführungen unbegrenzter Schublänge mit Kugelbüchsen, in denen die Wälzkörper auf endloser Bahn geführt sind, dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lagerkörper aus mehreren ineinander-liegenden zylinderförmigen Teilen besteht in denen die Führungsbahnen für die Wälzkörper mit der Bahnebene radial oder annähernd. radial liegend ausgebildet sind. Dazu ist ein innerer zylinderförmiger Wälzkörperkäfig nuf sei-' nem Umfang, mit radialen Schlitzen geringerer Länge als der Gesamtlänge, der nächst größere zylinderförmige Wälzlagerkäfig mit zu den jeweiligen Enden der Schlitze fiuchtenden Durch-Bohrungen der nächst größere Wälzlagerkäfig mit zu den innersten Wälzlagerkäfig kongruenten Schlitzen, versehen. Die Schlitze des innersten Wälzlagerkäfigs sind an beiden Enden mit Leitschrägen ggf. über ihre Länge mit einspringenden innersten Kanten ausgebildet. Die Schlitze des äußersten Wälzlagerkäfigs sind an beiden Enden mit Leitschrägen ggf. über ihre Länge mit einspringenden äußersten Kanten ausgebildet. Die Durchbohrungen des mittleren Wälzlagerkäfigs sind vorteilhaft lang rund ausgeführt und zumindest mit abgerundeten Innenflächen versehen, Der mit den Bohrungen versehene Teil'. des Wälzlagerkäfigs besteht aus einem härtbaren Material. Zur Verwendung'als Innen- bzw. Außenlager wird ein äußerer bzw. innerer glatter Zylinder als Abschluß eingesetzt und der- jeweilige offene Lagerkäfig hat eine geringere Wandstärke als dem Durchmesser der Wälzkörper entspricht. Die geschlitzten Lagerkäfige können zweckmäßig aus Messing, Kupferlegierung oder dergleichen oder auch aus Kunststoff bestehen. Bei Verwendung von Rollen oder Walzen-als Wälzkörper ist der durchbohrte Wälzlagerkäfig als Eolygon mit ebenen Laufbahnen für die Wälzkörper ausgebildet.
Bei einem Wälzlager nach der Erfindung sind die belasteten Reihen der Wälzkörper sehr eng nebeneinander liegend um die Mantelfläche der geführten Welle herum angeordnet, es können @ also wesentlich mehr belastete Wälzkörperreihen in dem Wälzlager vorgesehen werden, und damit ist das Wälzlager wesentlich höher zu belasten bzw. es kann bei gleicher Belastung wesentlich geringer dimensioniert werden, als bekannte Wälzlager für geradlinige Wälzführungen. Bei dem Wälzlager nach der Erfindung ist es auch möglich, statt der Kugeln Rollen oder Walzen als Wälzkörper einzusetzen und dadurch die bei derartigen Wälzkörpern bekannten erheblichen Vorteile auszunutzen. Dabei ist der Aufbau und die Herstellung eines Wälzlagers nach der Erfindung verhältnismäßig sehr einfach, es besteht im allgemeinen aus weniger Einzelteilen wie bekannte Wälzlager und es ist beispielsweise nicht erforderlich, an den beiden Enden des Wälzlagers Halteringe anzuordnen. Für die Aufnahme der von den Wälzkörpern übertragenen Kräfte sind nur einfach geformte zylinderförmige Teile erforderlich, während die Führungskäfige für die Walzkörper aus einem geringerwe-rtigen Material, beir spielsweise auch aus Kunststoff, bestehen können.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In d-en Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen querschnitt durch ein Wälzlager, Fig. 2 einen teilweisen Langsschnitt entlang den Linien II der Fig. 1 Fig. 3 dine perspektivische Ansicht der einzelnen Teile auseinandergenommen, aus denen das Wälzlager besteht Fig. 4 einen Cuerschnitt durch die Wandungen der einzelnen Teile, die jeweils -daneben dargestellt sind, Fig. 5 sinen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Wälzlagers mit Walzen als Wälzkörper.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt und zwar quer zur Achse der hier nicht dargestellten Welle durch das Wälzlager gezeigt. Fig. 2 zeigt dasselbe Wälzlager mit einem parallel zur Achse verlaufenden Längs schnitt. Ein innerer Lagerkäfig 1 ist als zylindrischer Körper ausgebildet und mit radial verlaufenden Schlitzen 2 versehen, die kürzer sind als die Gesamtlänge des Zylinderkörpers, so daß an beiden Enden der Zylinderkörper 1 etwa ringförmig zusammenhängt. Die Schlitze 2 sind etwas breiter als die Wälzkörper 3,die sie aufzunehmen haben, und an ihrem inneren Ende mit einspringenden äuberen Kanten 4 geformt. Der Abstand zwischen diesen beiden einspringenden Kanten 4 eines Schlitzes 2 ist geringer als der Durchmesser eines in dem Schlitz aufgenommenen Wälzkörpers 3, so daß dieser Wälzkörper nicht nach innen herausfallen kann. Die Höhe der Schlitze entsprechend der Wandstärke des zylindrischen Körpers 1 ist geringer als der Durchmesser eines Wälzkörpers 3. An beiden Enden sind die Schlitz z-e 2 mit schrägen oder gewolbten Leitflächen 5 versehen, die die in dem Schlitz entlang bewegten Wälzkörper 3 nach außen ableiten bzw. von außen wieder in den Schlitz zurückleiten.
Dieser innere Zylinder oder Wälzkörperkäfig 1 kann aus Messing, Druckguß, Zink, Aluminium, einer Metallegierung oder auch aus Kunststoff bestehen. Der Lagerkäfig 1 ist umgeben von einem weiteren zylinderförmigen Körper 6, der aus einem hochwertigen Material und zwar vorzugsweise gehärtetem Stahl besteht. Dieser Zylinder 6 bildet das Gegenlager für die Wälzkörper, die auf der inneren Welle ablaufen, und nimmt damit die Druckbelastung bzw. Lagerbelastung auf0 Der Zylinder 6 ist in der Nähe seiner beiden Enden mit Löchern 7 versehen, die etwas größer sind als der Umfang der Wälzkörper 3 und mit dem Auslaß des inneren Zylinderkäfigs' 1 bzw. den Schrägführungen 5 an den Enden der Schlitze 2 fluchten0 Zweckmäßig sind diese Bohrungen 7 an der Außenseite mit Einwölbung und an der Innenseite mit Abrundungen versehen,um die Führung der hindurchtretenden Wälzkörper zu verbessern.
Der Zylinder 6 ist von einem weiteren zylinderförmigen Körper oder äußeren Wälzlagerkäfig 8 umgebene Dieser Zylinder ist ebenfalls mit radial verlaufenden Schlitzen 9 versehen, deren Breite etwas größer ist als der Durchmesser der Wälzkörper und die an ihren Enden mit schräg nach innen verlaufenden geraden oder gewölbten Leitschrägen 10 versehen sind. Die Stärke des zylinderförmigen Wälzlagerkäfigs 8 in radialer Richtung ist größer als die Stärke des zylinderförmigen Wälzlagerkäfigs 1, und zwar etwas größer als dem Durchmesser der Wälzkörper 3 entspricht.
Die Wälzkörper sind also in den Schlitzen 9 frei beweglich. Die Schlitze 9 fluchten in radialer Richtung mit den Schlitzen 2 des inneren Wälzlagerkörpers 1 und sind mit diesen kongruent.
Auch der Wälzlagerkäfig 8 kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Wälzlagerkäfig 1, also aus einem geringerwertigen Material. Bis auf seinen Durchmesser ist der Wälzlagerkäfig 8 praktisch in gleicher Weise geformt wie der Wälzlagerkäfig 1.
Der Wälzlagerkäfig 8 ist auf seiner Außenseite von einem weiteren zylinderförmigen Körper 11 umgeben, der als glatter Zylinder ausgebildet ist und aus einem hochwertigen Material besteht. Dieser äußere glatte Zylinder 11 schließt die Rücklaufführungen für die unbelasteten Wälzkörper, also die Schlitze 9, nach außen ab und kann' auch zur Befestigung Aufnahme und Verbindung mit anderen Maschinenteilen dienen.
Die vorbeschriebenen Teile des Wälzlagers nach der Erfindung sind in den Fig. 3 u. 4 im einzelnen dargestellt und zwar in der Fig. 3 in außeinandergezogener Form und perspektivischer Darstellung, während in Fig. 4 jeweils Schnitte durch die Wandungen der daneben dargestellten Einzelteile gezeichnet sind.
Diese einzelnen zylinderförmigen Teile werden nach Füllung mit den Wälzkörpern ineinander-gesteckt, sie können beispiels weise durch einige radial angeordnete Stifte fest miteinander verbunden werden. Selbstverständlich ist ein Wälzlager, wie es in den Fig. 1 c 4 dargestellt ist, nicht nur für kugelförmige Lagerkörper, sondern auch für rollen- oder walzenförmige Lagerkörper geeignet. Der allgemeine Aufbau bleibt dabei derselbe, lediglich die Form der einspringenden innersten Kanten 4 des inneren Wälzlagerkäfigs 2 ist der etwas anderen Form der Wälzkörper angepabt und selbstverständlich auch die Form der Bohrungen 7 in dem zylinderförmigen Körper 6 aus hochwertigem Material.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezog sich auf ein Wälzlager für die geradlinige-Führung einer Welle, die von diesem Wälzlager umgeben wird. In der Fig. 5 ist die Ausführungsform eines Wälzlagers dargestellt für die geradlinige Führung einer Welle, die in diesem Wälzlager festsitzt, wobei das Wälzlager also zusammen mit der Welle, beispielsweise in einer zylinderförmigen Führung, bewegt wird. -Der Aufbau eines solchen Wälzlagers ist im wesentlichen spiegelbildlich zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Ein innerer glatter zylinderförmiger Körper 1-2 aus hochwertigem Material ist umgeben von einem zylinderförmigen Wälzlagerkäfig 13, in dem radial verlaufende Schlitze angeordnet sind. Diese Schlitze sind etwas weiter als die darin geführten Wälzkörper 14. Die Wandstärke des Wälzlagerkäfigs 13 ist etwas größer, als der Durchmesser der Wälzkörper 14, so daß sich diese Wälzkörper in den Schlitzen frei und ungehindert bewegen können. Bei diesem Ausf2hrungsbeispiel sind als Wälzkörper Rollen oder Walzen vorgesehen. Der Wälzlagerkäfig 13 ist von einem zylinderförmigen Körper 15 umgeben, der aus hochwertigem Material, beispielsweise aus gehärtetem Stahl, besteht. Dieser zylinderförmige Körper ist in der Nähe seiner Endungen mit hier nicht dargestellten Durchbohrungen bzw. Durchbrechungen versehen, die den Bohrungen 7 in dem Zylinderkörper 6 der Fig. 1 - 4 entsprechen, also jeweils an den Enden der Schlitze in dem Wälzlagerkäfig 13 liegen und mit diesen fluchten und die Wälzkörper 14 hindurchlassen. An seiner äußeren Mantelfläche ist der zylinderförmige Körper 15 zweckmäßig als Polygon ausgebildet, d.h., die Mantelfläche ist nicht kreisrund ausgeführt, sondern jeweils an den Stellen,an denen die Wälzkörper 14 sich außen darauf abstützen oder darauf laufen, ist die Mantelfläche mit ebenen flachen Bahnen für die Wälzkörper versehen.
Der zylinderförmige Körper 15 ist außen von einem weiteren Wälzlagerkäfig 16 umgeben, der ebenfalls als zylinderförmiger Körper ausgebildet ist und mit Schlitzen versehen ist,'die etwas breiter sind als der Breite oder dem Durchmesser der Wälzkörper 14 entspricht. Die Wandstärke des Wälzlagerkäfigs 16 ist geringer, als der Durchmesser der Wälzkörper 14, so daß die Wälzkörper nach außen aus der Mantelfläche dieses Wälzlagerkäfigs 16 heraustreten. Dazu sind in schon beschriebener Weise die äußersten Kanten der die Wälzkörper 14 aufnehmenden Schlitze flach innen einspringend ausgebildet und, die Wälzkörper 14 sind, sofern es sich um Rollen oder Walzen handelt, an beiden Enden mit konischen bzw. kegelförmigen Anformungen versehen, die sich den einspringenden äußersten Kanten anpassen und diese hintergreifen* so daß die Wälzkörper nicht aus den Schlitzen herausfallen können.

Claims

Patentansprüche

1. Wälzlager für geradlinige Wellenführungen unbegrenzter Schublänge mit Kugelbüchsen, in denen die Wälzkörper auf endloser Bahn geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkdrper aus mehreren ineinanderliegenden zylinder förmigen Teilen besteht, in denen die Führungsbahnen fürdie Wälzkörper mit der Bahnebene radial oder annähernd radial liegend ausgebildet sind.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer zylinderförmiger Wälzkörperkäfig (1) auf seinem Umfang mit radialen Schlitzen (2,) geringerer Länge als der Gesamtlänge, der nächst größere zylinderförmige Wälzlagerkäfig (6) mit zu den jeweiligen Enden der Sohlitze (2) fluchtenden Durchbohrungen (7), der nächst größere Wälzlagerkäfig (s) mit zu den des innersten Wälzlagerkäfig kongruenten Schlitzen (9) versehen ist.

30 Wälzlager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) des innersten Wälzlagerkäfigs an beiden Enden mit Leitschrägen (5), gegebenenfalls über ihre Länge mit einspringenden innersten Kanten (4) ausgebildet sind.

4. Wälzlager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) des äußersten Wälzlagerkäfigs (8) an beiden Enden mit Leitschrägen (10), gegebenenfalls über ihre Lange mit einspringenden äußersten Kanten ausgebildet sind.

5. Wälzlager nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrungen (7) des mittleren Wälzlagerkäfigs (6) langrund ausgeführt und zumindest mit abgerundeten Innenflächen versehen sind.

6. Wälzlager nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Bohrungen versehene Wälzlagerkäfig (6) aus einem härtbaren Material besteht.

7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Innen- bzw. Außenlager ein äußerer bzw. innerer glatter Zylinder (11 bzw. 12) als Abschluß eingesetzt ist und der jeweilige offene Lagerkäfig (1 bzw. 16) eine geringe Wandstärke hat als dem Durchmesser der Wälzkörper (3 bzw. 14) entspricht.

8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlitzten lagerkäfige (1 u. 8) aus Messing, Kupferlegierung oder dergleichen oder auch aus Kunststoff bestehen.

9. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Rollen oder Walzen als Wälzkörper der durchbohrte Wälzlagerkäfig als Polygon mit ebenen Laufbahnen für die Wälzkörper ausgebildet ist.

L e e r s e i t e