DE2750054A1

DE2750054A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehbewegung in eine laengsbewegung und umgekehrt

Info

Publication number: DE2750054A1
Application number: DE19772750054
Authority: DE
Inventors: Bengt Dipl Ing Lundgren
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-11-19
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2750054B2; SE398544B; US4173907A; DE2750054C3

Description

SKF KUQELLAQERPABRIKEN OtEH Sohweinfurt, 7.11*1977

3 TPA/vH/eh SW 76 03θ OT

Vorrichtung sur Qswundiung einer Drehbewegung In eine Längsbewegung and ungekehrt

Die vorliegende Erf ladung betrifft eine Vorrichtung zur üawnniMiint einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder ungekehrt, bestehend aus einer Welle und elnea diese Welle ungebenden, relativ zur Welle drehbar und axial verlagerbar angeordneten Oehäuse sowie einer endlosen Reihe von zwischen einer Innenlaufbahn auf der Welle und einer sehranbenfifaalg führenden Aueenlaufbahn la Gehäuse laufenden belasteten und in elnea RUokfUhrkanal des GehXuses ruokgefuhrtea unbelasteten Wälxkörpem. wobei das Gehäuse aus elnea alt dea Ruekfuhrkaaal wreehnnen AuSenteil und elnea darin angeordneten, alt der Aueenlaufbahn versehenen Innenteil aus elastisch verforabarea Werkstoff besteht«

Zua Stand der Technik gehSrt eine Vorrichtung der genannten Gattung, bei der die belasteten WälzkSrper zwischen der soainubunfgraig führenden Aueenlaufbahn la Oehäuse und der ebenfalls BiiliiaulnmiTiialt verlaufenden Imwmiaufbwhn auf der WeUe laufen (IQMB 2 2*1 206). Diese bekannte Vorrichtung wird spielfrei eingestellt, lndea eine BsUmiibminwiim'j die als elastisches Ianentell la Auteateil des Gehäuees sitzt, radial und axial ms uns* ngfdruckt wird« Bai dieser bekannten Vorrichtung au· darauf geachtet werden, dal die schraege Tanealawfbaan genau alt der sehranbenföraig enden A aa IWwiat—llaal. was grose wergkelten bereitet, weil sieh die Steigung der Bisfiiiilaurhiiaii bela Tinnaawn drucken der Schraubenfeder Bndert· Aus dies— Orund 1st das spielfreie Einstellen bei der bekannten Vorriohtuag aar la bssiiliiMii tun unfaag aHgilah

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überdies muß das Gehäuse dieser Vorrichtung mit hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung beeinträchtigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, bei der die spielfreie Einstellung leicht, das heißt ohne Rücksicht auf den Verlauf der Innenlaufbahn, vorgenommen werden kann. Dabei sollen weite Toleranzen bei der Fertigung de? Gehäuses ohne Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung erlaubt sein, so daß eine wirtschaftliche Herstellung möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Innenlaufbahn der Welle glatt zylindrisch ausgebildet und die Bohrung des Innenteils des Gehäuses so bemessen ist, daß die Wälzkörper der belasteten Zone unter Vorspannung zwischen Welle und Innenteil des Gehäuses angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also, weil in die V/eile keine schwierig einzuarbeitende, der Außenlaufbahn entsprechende, schraubenförmige Innenlaufbahn vorgesehen werden muß, wirtschaftlich hergestellt werden. Dabei ist diese ohne weiteres spielfrei einzustellen und kann dementsprechend den Forderungen verschiedener Anwendungsfälle nach hoher Laufruhe leicht angepaßt wurden.

Der Innenteil des Gehäuses kann nach weiteren Merkmalen der Jirfindung durch eine schraubenförmig gewundene Drahtfeder oder durch eine schraubenförmig gewellte Hülse gebildet sein.

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal ist der Außenteil des Gehäuses aus einem elastischen Polymerkunststoff gefertigt.

Der RUckführkanal ist naoh einem weiteren Merkmal in der Mantelfläche des Außenteils eingearbeitet.

Schließlich ist naoh der Erfindung der Außenteil des Gehäuses von einen aufgesetzten Schutzmantel aus widerstandsfähigem, festem Werkstoff, zum Beispiel Metall, umgeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung iet in der nachfolgenden Beschreibung zweier AusfUhrungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

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Es zeigen

Figur 1 einen ceilweisen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Figur 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, und

Figur 5 einen teilweisen Längsschnitt durch eine abgeänderte erfindungsgemäße Vorrichtung.

Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 eine glatte Welle bezeichnet. Die Welle 1 ist vom Gehäuse 2 umgeben, welches relativ zur Welle 1 drehbar und axial verlagerbar angeordnet ist. Eine endlos umlaufende Reihe von unbelasteten und belasteten Wälzkörpern 3» im vorliegenden Pail Kugeln, ist im Gehäuse 2 angeordnet. Die belasteten Wälzkörper 3 laufen zwischen der durchgehend zylindrischen Innenlaufbahn (Mantelfläche) der Welle 1 und der Außenlaufbahn, die durch die Windungen der schraubenförmig gewundenen Drahtfeder 4 gebildet ist. Die Drahtfeder 4 besteht Übrigens aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, zum Beispiel Stahl, der sich für die Aufnahme und Übertragung der Berührungskräfte der belasteten Wälzkörper 3 eignet, und der bewirkt, daß die Drahtfeder 4 in radialer und axialer Richtung federn kann. Jeder belastete Wälzkörper 3 läuft auf seiner durch die Drahtfeder 4 gebildeten Außenlaufbahn, berührt diese an zwei Punkten und wird in dieser Außenlaufbahn um seine durchgehend zylindrische Innenlaufbahn, die dieser in einem Punkt berührt, schraubenförmig herumgeführt.

Die Drahtfeder 4 sitzt in der Bohrung des Außenteils 5, der zusammen mit d<=>r Drahtfeder das Gehäuse 2 bildet. Der Außenteil 5 ist hUlsenförmig gestaltet und besteht aus einem elastischen Polymer-Kunststoff. In der Mantelfläche des Außenteils 5 ist der Rückführkanal 6 für die unbelasteten Kugeln eingearbeitet, der im wesentlichen längsgerichtet ist und in an sich bekannter Weise an seinen beiden Enden zu den belasteten Wälzkörpern der endlosen Reihe von Wälzkörpern hinführt.

Das Gehäuse 2 ist von einem avf den Außenteil 5 gesetzten Schutzmantel 7 aus widerstandsfähigem, festem Werkstoff, zum Beispiel Stahl, umgeben, der

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axial aufgeschoben wird und nach seiner Montage den Rückführkanal 6 von außen abdeckt.

Die Durchmesser von Gehäuse 2, Wälzkörper 3 und Welle 1 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die im Gehäuse 2 eingebauten Wälzkörper 3 ohne Welle 1 einen Hüllkreisdurchmesser bilden, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der durchgehend zylindrischen Innenlaufbahn (Mantelfläche) der Welle 1. Auf diese Weise drückt der Innenteil 4 die belasteten Wälzkörper 3 über seine Außenlaufbahn elastisch gegen die Innenlaufbahn auf der Welle 1, wenn das Gehäuse 2 mit Wälzkörpern 3 auf die Welle 1 aufgesetzt wird. Bei diesem Aufsetzen des Gehäuses 2 werden die Kugeln 3 radial nach außen und die Windungen der Drahtfeder h elastisch auseinandergedrückt. Es entsteht eine radiale Vorspannung zwischen Gehäuse 2 und Welle 1, die einen für das Funktionieren der Vorrichtung notwendigen Reibschluß der Kugeln 3 auf der Welle 1 bewirkt. Das Gehäuse 2 wird durch diesen Reibschluß auf der Welle 1 axial festgehalten, ohne daß eine relative Drehbewegung zwischen Welle 1 und Gehäuse 2 gehindert ist. Die Vorrichtung funktioniert also unabhängig von der Größe der eich bei der Montage eineteilenden Steigung der Außenlaufbahn, die durch die mehr oder weniger weit auseinandergedrückten Windungen der Drahtfeder 4 gegeben ist. Die Größe des Übermaßes zwischen HUllkreisdurchmesser der Kugeln 3 und Durchmesser der Welle 1 kann in relativ weiten Grenzen schwanken, so daß die Fertigungstoleranzen groß sein können und dementsprechend eine wirtschaftliche Fertigung gegeben ist. Da der Außenteil 5 aus einem elastischen Polymer-Kunststoff gefertigt ist, ergibt sich eine günstige Elastizität des Gehäuses 2 mit der Fähigkeit, Belastungsstöße elastisch abzufangen und Laufgeräusche zu dämpfen.

In Figur 3 ist eine abgeänderte erfindungsgemäße Vorrichtung veranschaulicht, bei der wiederum die Welle 1, das Gehäuse mit 2, und die kugeligen Wälzkörper mit 3 bezeichnet sind. Auch weist die in Figur 3 gezeigte Vorrichtung den Außenteil 5 auf, in welohem dar Rückführkanal 6 (in unterbrochenen Linien eingezeichnet) eingearbeitet ist. In Abänderung zu der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung wird hier der Innenteil des Gehäuses 2 nicht durch eine schraubenförmig gewundene Drahtfeder, sondern durch eine elastische schraubenförmig gewellte Hülse 8 gebildet. Die Außenlaufbahn der belasteten Wälzkörper 3 besteht also in Form einer schraubenförmig gewunde-

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nen Rille in der Bohrung der Hülse 8. Der RückfUhrkanal 6 mündet übrigens wieder an seinen Enden über Durchtrittsöffnungen zum Kanal der belasteten Wälzkörper zwischen Welle 1 und Gehäuse 2, so daß in an sich bekannter Weise eine endlose Reihe von Wälzkörpern im Gehäuse 2 bildet ist.

Die in Figur 3 angegebene Vorrichtung funktioniert ähnlich wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung. Die elastische, verhältnismäßig dünnwandige Hülse 8 besitzt eine gewisse radiale und axiale Nachgiebigkeit, die wiederum beim Aufsetzen des Gehäuses 2 auf die Welle 1 zum spielfreien Einstellen der Vorrichtung ausgenützt wird. Bei diesem Aufsetzen wird, wie weiter oben bereits beschrieben, eine elastische radiale Vorspannung der belasteten, zwischen der elastischen Hülse 8 und der Welle 1 laufenden Wälzkörper 3 sowie ein Reibschluß dieser WMlzkörper 3 mit Ihrer auf der Welle 1 befindlichen, zylindrischen Innenlaufbahn erzeugt. Der Hüllkreisdurehmessfir der Wälzkörper 3 Im nichtaufgesetzten Gehäuse 2 ±&t dabei wiederum etwas kleiner als der Durchmesser der durchgehend zylindrisch ausgebildeten Innenlaufbahn auf der Welle 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß die spielfreie Einstellung ohne Rücksicht auf den Verlauf der Innenlaufbahn vorgenommen wer» den kann, und daß bei der Herstellung des Gehäuses relativ weite Fertigungstoleranzen erlaubt sind·

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Claims

SKP KUGELLAGERFAHtIKEIi OMBH Sohweinfurt, 7.11.1977

TPA/vH/gh SW 76 028 DT

Patentansprüche

( 1.) Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt, bestehend aus einer Welle und einem diese Welle umgebenden, relativ zur Welle drehbar und axial verlagerbar angeordneten Gehäuse, sowie einer endlosen Reihe von zwischen einer Innenlaufbahn auf der Welle und einer schraubenförmig führenden Außenlaufbahn im Gehäuse laufenden belasteten und in einem Rückführkanal des Gehäuses rückgeführten unbelasteten Wälzkörpern, wobei das Gehäuse aus einem mit dem Rückführkanal versehenen Außenteil und einem darin angeordneten, mit der Außenlaufbahn versehenen Innenteil aus elastisch verformbarem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlaufbahn der Welle (l) glatt zylindrisch ausgebildet und die Bohrung des Innenteils (4) des Gehäuses (2) so bemessen ist, daß die Wälzkörper der belasteten Zone unter Vorspannung zwischen Welle und Innenteil des Gehäuses angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil des Gehäuses (2) durch eine schraubenförmig gewundene Drahtfeder (4) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil des Gehäuses durch eine schraubenförmig gewellte Hülse (8) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil (5) des Gehäuses (2) aus einem elastischen Polymerkunststoff gefertigt ist.

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5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadwch gekennzeichnet, daß der Riickfiihrkanal (6) in der Mantelfläche des Außenteils (5) eingearbeitet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) von einem aufgesetzten Schutzmantel (7) aus widerstandsfähigem, festem Werkstoff, zum Beispiel Metall, umgeben ist.

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