DE4231112C2

DE4231112C2 - Kugellager für Längsbewegungen

Info

Publication number: DE4231112C2
Application number: DE19924231112
Authority: DE
Inventors: Juergen Osterlaenger; Ludwig Winkelmann
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2012-09-18
Also published as: DE4231112A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfang einer Führungsschiene verteilten, in einem Tragkörpergehäuse angeordneten, endlos umlaufenden Kugeln, die in belasteten Kugelreihen in der Bohrung einer in dem Tragkörper angeordneten Traghülse abge stützt und in unbelasteten Kugelreihen über die äußere Mantelfläche der Traghülse rückgeführt sind, wobei eine belastete Kugelreihe und eine unbelastete Kugelreihe an ihren Enden jeweils über Kugelumlenkbö gen miteinander verbunden sind und zwischen zwei benachbarten belaste ten Kugelreihen jeweils ein Führungssteg angeordnet ist, und wobei das Tragkörpergehäuse mit den Führungsstegen längs einer zur Bewegungs achse des Tragkörpergehäuses geneigten Trennebene in zwei einstückige Gehäuseteile aufgeteilt ist, nach Patent DE 42 18 981 C2.

Bei dem Kugellager nach dem zugehörigen Hauptpatent sind die beiden Gehäuseteile mit achsparallelen Schrauben und aufgeschraubten Muttern zusammengehalten. Dadurch ist ein gewisser Montageaufwand bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kugellager der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es sich in einfacher Weise ohne Zusatzmittel zusammenbauen und am Einsatzort montieren läßt, wonach seine einzelnen Bauteile dauerhaft aneinander befestigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Befe stigung des Tragkörpergehäuses an einem Anschlußbauteil jedes Gehäuse teil mindestens einen in Achsrichtung abstehenden Anschraubflansch aufweist, der mit einem entsprechenden Anschraubflansch des weiteren Gehäuseteils zusammenwirkt. Dabei können die Anschraubflansche an dem Tragkörpergehäuse paarweise angeordnet sein, wobei ein oberer An schraubflansch des einen Gehäuseteils und ein unterer Anschraubflansch des anderen Gehäuseteils spaltlos aneinanderliegen. An jedem Paar von Anschraubflanschen können fluchtende durchgehende Anschraubbohrungen angebracht sein. Wenn nun diese Gehäuseteile über ihre Anschraubflan sche mit Hilfe von durchgesteckten Schrauben am Einsatzort befestigt werden, ergibt sich gleichzeitig ein Befestigen der Gehäuseteile aneinander, so daß diese sich axial nicht mehr auseinanderbewegen können. Die Anschraubflansche können sich über die gesamte Baulänge des Tragkörpergehäuses in Bewegungsrichtung erstrecken. Von einem Paar sind die beiden Anschraubflansche zweckmäßigerweise deckungsgleich. Das so montierte Tragkörpergehäuse ist bereits ausreichend axial gesichert.

Zur Axialsicherung der noch nicht angeschraubten Gehäuseteile kann bei jedem Paar von Anschraubflanschen ein Anschraubflansch mit einer Ausnehmung versehen sein, in welche ein Vorsprung des anderen An schraubflanschs passend eingreift. Auf diese Weise sind bei der Monta ge des Tragkörpergehäuses die Anschraubflansche unter Ausnutzung der Werkstoffelastizität zweifach formschlüssig miteinander verschnappt.

Die Gehäuseteile lassen sich in Kunststoffausführung durch Spritzgie ßen leicht herstellen, wobei es vorteilhaft ist, wenn die beiden Teile identisch ausgeführt sind. Dann ist nur ein einziges Spritzgießwerk zeug erforderlich. In dieser Ausführung mit einem polymeren Werkstoff ergibt sich im Betrieb eine gute Geräuschdämpfung. Die Trennebene kann also rechtwinklig zu der Bewegungsachse des Tragkörpergehäuses an geordnet sein und dieses in zwei identisch gleiche Gehäusehälften mit jeweils einem abstehenden unteren Anschraubflansch und einem abstehen den oberen Anschraubflansch aufteilen.

Die Traghülse kann als Zylinder mit kreisringförmigem Querschnitt ausgebildet sein und aus gehärtetem Stahl bestehen. Eine solche Trag hülse läßt sich einfach und kostengünstig herstellen. Sie ist bevor zugt an den beiden Enden verrundet, um die Umlenkung der Kugeln in den Umlenkbögen zu erleichtern. Von der Traghülse wird die Last unmittel bar auf das zweiteilige Tragkörpergehäuse übertragen.

Die Montage erfolgt derart, daß die Traghülse in ein Gehäuseteil eingeschoben wird. Darauf wird das zweite Gehäuseteil lagerichtig aufgeschoben, bis es mit dem ersten verschnappt. Zuletzt werden die Kugeln von innen eingefüllt.

Die Führungsschiene kann eine kreiszylindrische Form aufweisen. Sie kann im Bereich des Tragkörpergehäuses auf ihrem gesamten Umfang von den beiden Gehäuseteilen umgeben sein. Es kann aber auch ein Winkel ausschnitt des Gehäuses vorgesehen werden, durch welchen Mittel zur Unterstützung der Führungsschiene hindurch verlaufen.

Die Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander kann mit ange spritzten oder eingesetzten Zentrierzapfen erreicht werden, die in entsprechende Bohrungen eingreifen. Zweckmäßig ist die Anbringung dieser Zapfen und Bohrungen im Bereich der Trennebene.

Ein z. B. durch Wellendurchbiegung bedingter Winkelfehlerausgleich kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Es ist möglich, dazu die Elastizität des aus polymerem Werkstoff bestehenden Gehäuses auszunut zen. Es ist aber auch möglich, daß die als Anschraubfläche wirkende äußere Oberfläche des oberen Anschraubflanschs in Bewegungsrichtung von der mittleren Querebene aus zu beiden Stirnseiten des Tragkörper gehäuses hin abfallend geneigt ist. Auf diese Weise ist bei der Monta ge ein Kippen des Tragkörpergehäuses möglich. Andererseits kann die als Anschraubfläche wirkende äußere Oberfläche des oberen Anschraub flansches aber auch eben ausgebildet sein.

An jedem Gehäuseteil kann im Bereich der Trennebene jeweils eine umlaufende Schmiernut angeordnet sein, die an wenigstens einer Umfangsstelle eine Öffnung nach außen aufweist. Im Anlieferungszustand des Tragkörpergehäuses kann die Öffnung mit einer leicht durchstoß baren, in der Wanddicke reduzierten Schwimmhaut verschlossen sein. Diese wird dann nach der Montage zerstört. Zum Abdichten kann an dem Tragkörpergehäuse ein Gehäuseteil im Bereich der Trennebene einen teilweise umlaufenden Falz aufweisen, der mit einer teilweise umlau fenden Feder des anderen Gehäuseteils eine Labyrinthdichtung bildet. Außerdem kann an dem Gehäuseteil jeweils in einer umlaufenden Nut, welche sich in der von der Trennebene abgewandten Stirnseite befindet, ein die Führungsschiene umgebender Dichtungsring angeordnet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein an einer Führungsschiene montiertes Kugellager in einem Längsschnitt;

Fig. 2 eine Unteransicht eines Gehäuseteils für ein Tragkörper gehäuse;

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des Gehäuseteils, wobei die innere, an der Trennebene angeordnete Stirnseite sicht bar ist;

Fig. 4 die Einzelheit X mit einer Schwimmhaut gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht mit teilweisem Axialschnitt des Ge häuseteils gemäß Linie U-U der Fig. 3;

Fig. 6 die andere Seitenansicht des Gehäuseteils;

Fig. 7 eine Ansicht der äußeren Stirnseite des Gehäuseteils.

Das in der Zeichnung dargestellte Kugellager weist ein Tragkörperge häuse 1 auf, welches aus zwei Gehäuseteilen 2 und 3 aus einem polyme ren Werkstoff zusammengesetzt ist. Die Gehäuseteile 2 und 3 grenzen stirnseitig aneinander an und weisen eine gemeinsame Trennebene 4 auf. Dieses Tragkörpergehäuse 1 ist für die geradlinige Bewegung an einer Führungsschiene 5 längs einer Bewegungsachse 6 vorgesehen. Die beiden Gehäuseteile 2 und 3 umgeben im eingebauten Zustand die Führungsschie ne 5 vollständig.

Die Abstützung des Tragkörpergehäuses 1 an der Führungsschiene 5 erfolgt über Kugelumläufe mit zur Bewegungsachse 6 parallelen belaste ten Kugelreihen 7. Diese sind in Umfangsrichtung in Abständen vonein ander in dem Tragkörpergehäuse 1 angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Kugelreihen 7 ein Führungssteg 8 als Teil des Gehäu seteils 2 bzw. 3 angeordnet ist. Die Kugeln der belasteten Kugelreihe 7 stützen sich außerdem an der inneren Oberfläche einer Traghülse 9 ab, die aus einem gehärteten Stahl bestehen und als Zylinder mit kreisringförmigem Querschnitt ausgeführt sein kann. Die Traghülse 9 ist in den Gehäuseteilen 2 und 3 des Tragkörpers 1 angeordnet, wobei sie mit ihrer äußeren Mantelfläche 10 in fluchtende Aufnahmebohrungen 11 der Gehäuseteile 2 und 3 eingesteckt ist. An ihren stirnseitigen Enden 12 ist die Traghülse 9 jeweils abgerundet. Diese Enden befinden sich im Bereich von Kugelumlenkbögen 13 der Gehäuseteile 2 und 3, durch die jede belastete Kugelreihe 7 mit einer parallelen unbelaste ten Kugelreihe 14 für den Rücklauf der Kugeln verbunden ist. Während die Kugeln der belasteten Kugelreihe 7 an der inneren Oberfläche der Traghülse 9 entlangrollen, bewegen sich die Kugeln der unbelasteten Kugelreihe 14 an der äußeren Mantelfläche 10 der Traghülse 9 entlang in den Gehäuseteilen 2 und 3 zurück.

Im Bereich der Trennebene 4 weisen die Gehäuseteile 2 und 3 von ihren Stirnseiten ausgehende fluchtende Bohrungen 15 auf, in welche Zen trierstifte 16 eingesteckt sind. Durch diese, jeweils in eine Bohrung 15 des Gehäuseteils 2 und in die dazu fluchtende Bohrung 15 des Gehäu seteils 3 eingesteckten Zentrierstifte 16 ergibt sich eine exakte Zuordnung der beiden Gehäuseteile 2 und 3 zueinander. Die Bohrungen 15 und die Zentrierstifte 16 sind parallel zur Bewegungsebene 6 angeord net. Die Zentrierstifte oder Zentrierzapfen 16 können auch an einem der Gehäuseteile 2 oder 3 angespritzt sein.

Das in der Zeichnung dargestellte Lager ist besonders geeignet für kleinere Wellendurchmesser, wobei die beiden identisch gebauten Gehäu seteile 2 und 3 vorzugsweise aus einem polymeren Werkstoff hergestellt sind. Durch die Begrenzung auf nur vier Kugelumläufe läßt sich eine besonders kompakte und bauraumsparende Ausführung gestalten. Zur Erzielung einer höheren Tragfähigkeit können bei radialer Umlenkung jedoch auch wesentlich mehr Umläufe vorgesehen werden.

An jedem Gehäuseteil 2, 3 sind ein unterer Anschraubflansch 17 und ein oberer Anschraubflansch 18 angeordnet. Diese Flansche erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Tragkörpergehäuses 1, ragen also aus dem Bereich des Gehäuseteils 2 bzw. 3 jeweils heraus. Sie sind außer mittig angeordnet. Dabei ergibt sich im Anschlußbereich eine durch gehende Anschraubfläche 19. Das ist die äußere Oberfläche des oberen Anschraubflanschs 18.

Beim Zusammenstecken der beiden Gehäuseteile 2 und 3 des Tragkörperge häuses 1 in axialer Richtung gelangen zu beiden Seiten der Führungs schiene 5 jeweils ein unterer Anschraubflansch 17 und ein oberer Anschraubflansch 18 miteinander in Eingriff. Sie sind deckungsgleich ausgeführt und liegen spaltlos aneinander. Jeweils ein solches Flanschpaar weist fluchtende durchgehende Anschraubbohrungen 20 auf, so daß hier Schrauben zur Befestigung des Tragkörpergehäuses 1 hin durchgesteckt werden können.

Eine Nachschmiermöglichkeit des Lager wird dadurch erzielt, daß in jedes Gehäuseteil 2, 3 eine umlaufende Schmiernut 21 eingearbeitet ist, die von außen über eine Öffnung 22 zugänglich ist. Im Anliefe rungszustand des Lagers ist die Öffnung 22 jedoch durch eine dünn wandige Schwimmhaut 23 verschlossen, die durchstoßen werden muß. Auf diese Weise wird ein Nachschmieren ohne zusätzlichen Aufwand wie beispielsweise Schmiernippel ermöglicht.

Um eine gute Abdichtung zu erzielen, ist im Bereich der Trennebene 4 an der Stirnseite jedes Gehäuseteils 2, 3 ein teilweise umlaufender Falz 24 angeordnet, an dem sich eine teilweise umlaufende Feder 25 anschließt. Beim Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile 2 und 3 gerät die Feder 25 des einen Gehäuseteils in den Falz 24 des anderen Gehäu seteils. Auf diese Weise wird eine Art Labyrinthdichtung geschaffen. Diese Aufteilung in einen teilweise umlaufenden Falz 24 und eine entsprechende teilweise umlaufende Feder 25 ermöglicht es beim Spritz gießen der Gehäuseteile 2 und 3, mit nur einer Spritzform auszukommen.

Jeweils an dem unteren Anschraubflansch 17 ist eine Ausnehmung 26 vorgesehen, in welche ein Vorsprung 27 des oberen Anschraubflanschs 18 beim Zusammenstecken der beiden Gehäuseteile 2 und 3 passend ein greift. Die Ausnehmung 26 und der Vorsprung 27 sind so angeordnet, daß bei dieser Bewegung der Vorsprung 27 in die Ausnehmung 26 einschnappt. Dabei wird die Werkstoffelastizität ausgenutzt. Es ergibt sich dadurch eine formschlüssige Befestigung der beiden Gehäuseteile 2 und 3 anein ander, ohne daß durch die Anschraubbohrungen 20 Schrauben hindurch gesteckt werden zu brauchen. Das Tragkörpergehäuse 1 ist also auch bereits vor seiner Montage am Einsatzort fest geschlossen. Die An schraubfläche 19 der oberen Anschraubflansche 18 ist an dem Tragkör pergehäuse 1 von der Mitte aus, in der sich die Trennebene 4 befindet, in beiden Bewegungsrichtungen entlang der Führungsschiene 5 zur Bewe gungsachse 6 hin leicht geneigt angeordnet. Dadurch ergibt sich eine gewisse Winkeleinstellmöglichkeit des Tragkörpergehäuses 1 bei der Montage.

Ein im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren an der äußeren Stirnseite jedes Gehäuseteils 2, 3 angeformter, in einer Nut befindlicher Dich tungsring 28 ermöglicht eine gute Abdichtung des Tragkörpergehäuses 1 nach außen ohne zusätzlichen Montageaufwand.

Bezugszahlenliste

1

Tragkörpergehäuse

2

Gehäuseteil

3

Gehäuseteil

4

Trennebene

5

Führungsschiene

6

Bewegungsachse

7

belastete Kugelreihe

8

Führungssteg

9

Traghülse

10

äußere Mantelfläche

11

Aufnahmebohrung

12

Ende

13

Kugelumlenkbogen

14

unbelastete Kugelreihe

15

Bohrung

16

Zentrierstift

17

unterer Anschraubflansch

18

oberer Anschraubflansch

19

Anschraubfläche

20

Anschraubbohrung

21

Schmiernut

22

Öffnung

23

Schwimmhaut

24

Falz

25

Feder

26

Ausnehmung

27

Vorsprung

28

Dichtungsring

Claims

1. Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfang einer Führungsschiene verteilten, in einem Tragkörpergehäuse angeordneten, endlos umlaufen den Kugeln, die in belasteten Kugelreihen in der Bohrung einer in dem Tragkörper angeordneten Traghülse abgestützt und in unbelasteten Kugelreihen über die äußere Mantelfläche der Traghülse rückgeführt sind, wobei eine belastete Kugelreihe und eine unbelastete Kugelreihe an ihren Enden jeweils über Kugelumlenkbögen miteinander verbunden sind und zwischen zwei benachbarten belasteten Kugelreihen jeweils ein Führungssteg angeordnet ist, und wobei das Tragkörpergehäuse mit den Führungsstegen längs einer zur Bewegungsachse des Tragkörpergehäuses geneigten Trennebene in zwei einstückige Gehäuseteile aufgeteilt ist, nach Patent DE 42 18 981 C2, dadurch gekennzeich net, daß für die Befestigung des Tragkörpergehäuses (1) an einem Anschlußbauteil jedes Gehäuseteil (2, 3) mindestens einen in Achs richtung abstehenden Anschraubflansch (17, 18) aufweist, der mit einem entsprechenden Anschraubflansch (17, 18) des weiteren Gehäuseteils (2, 3) zusammenwirkt.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An schraubflansche (17, 18) an dem Tragkörpergehäuse (1) paarweise an geordnet sind, wobei ein oberer Anschraubflansch (18) des einen Gehäu seteils (2 bzw. 3) und ein unterer Anschraubflansch (17) des anderen Gehäuseteils (3 bzw. 2) spaltlos aneinanderliegen.

3. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuseteil (2, 3) sowohl einen oberen Anschraubflansch (18) als auch einen unteren Anschraubflansch (17) aufweist.

4. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An schraubflansche (17, 18) eines Paars jeweils deckungsgleich sind.

5. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Paar von Anschraubflanschen (17, 18) fluchtende durchgehende An schraubbohrungen (20) angebracht sind.

6. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Paar von Anschraubflanschen (17, 18) ein Anschraubflansch (17) mit einer Ausnehmung (26) versehen ist, in welche ein Vorsprung (27) des anderen Anschraubflanschs (18) passend eingreift.

7. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn ebene (4) rechtwinklig zu der Bewegungsachse (6) des Tragkörpergehäu ses (1) angeordnet ist und dieses in zwei identisch gleiche Gehäuse hälften mit jeweils einem abstehenden unteren Anschraubflansch (17) und einem abstehenden oberen Anschraubflansch (18) aufteilt.

8. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschraubfläche (19) wirkende äußere Oberfläche des oberen Anschraub flanschs (18) eben ausgebildet ist.

9. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschraubfläche (19) wirkende äußere Oberfläche des oberen Anschraub flanschs (18) in Bewegungsrichtung von der mittleren Querebene aus zu beiden Stirnseiten des Tragkörpergehäuses (1) hin abfallend geneigt ist.

10. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuseteil (2, 3) im Bereich der Trennebene (4) jeweils eine umlau fende Schmiernut (21) angeordnet ist, die an wenigstens einer Umfangs stelle eine Öffnung (22) nach außen aufweist.

11. Kugellager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Anlie ferungszustands des Tragkörpergehäuses (1) die Öffnung (22) mit einer leicht durchstoßbaren, wanddickenreduzierten Schwimmhaut (23) ver schlossen ist.

12. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragkörpergehäuse (1) ein Gehäuseteil (2, 3) im Bereich der Trennebene (4) einen teilweise umlaufenden Falz (24) aufweist, der mit einer teilweise umlaufenden Feder (25) des anderen Gehäuseteils (2, 3) eine Labyrinthdichtung bildet.

13. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuseteil (2, 3) jeweils in einer umlaufenden Nut, welche sich in der von der Trennebene (4) abgewandten äußeren Stirnseite befindet, ein die Führungsschiene (5) umgebender Dichtungsring (28) angeordnet ist.