DE2649245C2 - Kugellager für Längsbewegungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung, betrifft ein Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfan- verteilten, endlos umlaufenden Kugeireihen, deren belastete Kugeln in der Bohrung einer metallischen Traghülse abgestützt und deren unbelastete Kugeln an den Enden der Traghülse umgelenkt und über die Mantelfläche der Traghülse rückgeführt werden.

Zum Stand der Technik gehört ein Kugellager der angegebenen Gattung, bei dem die belasteten Kugeln in einer aus zwei Käfighälften bestehenden, quergetcilten Käfighülse längsgeführt sind, wobei die äußeren Enden jeder Käfighälfte zur Aufnahme von Umlenkbahnen radial verdickt sind (DE-GM 70 14 919). Dieses bekannte Kugellager hat den Nachteil, daß zusätzlich zur Traghülse eine AußenhUlse vorgesehen sein muß, welche in ihrer Bohrung die Traghülse und die beiden in der Bohrung axial und radial festzuhaltenden Käfighälften aufnimmt. Überdies müssen die beiden Käfighälften an ihren gegenseitig gegenüberliegenden Enden mit Einsteckkontakten versehen sein, damit eine verdrehsichcre Fixierung der Käfighälften zueinander und eine genau fluchtende Längsführung der belasteten Kugeln in der Käfighülse gewährleistet ist. Schließlich kann die Käfighülse des bekannten Kugellagers u. U. Formfehler annehmen, wenn diese, was an sich aus fertigungstechnischen Gründen erwünscht ist, aus einem dem Spritzgußverfahren zugänglichen, verschleißfesten Kunststoff gefertigt ist, denn die Käfighälften besitzen an ihrem äußeren verdickten Ende eine wesentlich größere Wandstärke als ε. ihrem inneren Ende. Dementsprechend können beim Spritzen der Käfighälften schädliche Wärmespannungen entstehen, und die Schrumpfung nach dem Spritzen kann bewirken, daß sich unterschiedliche Durchmesser zwischen äußerem und innerem Kndc der Käfighälften einstellen. Unterschiedliche Durchmesser des Käfigs können auch u.U. durch ungleichmäßige Wärmedehnung hervorgerufen werden, wenn sich das Kugellager, z.B. infolge Laufreibung im Betrieb, erwärmt All dies kann zu einer schädlichen Verwölbung der aus Kunststoff, -/_ B. Thermoplast, gefertigten Käfighülsc und damit möglicherweise zu einer Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit des bekannten Kugellagers führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, em verbessertcs Kugellager der angegebenen Art zu schaffen, welches eine hohe Genauigkeit aufweist und welches einen einfachen Aufbau besitzt Überdies soll das Kugellager mit wirtschaftlichen Mitteln herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß axial gerichtete seitliche Führungswände für die Kugeln der Lastzone, axial offene Führungskanäle für die Kugeln der Umlenkzone und axial gerichtete Führungskanäle für die Kugeln der Rückführzone durch ein um die Traghülse herum gespritztes verschleißfestes Kunststoffteil gebildet werden. Das Kunststoffteil kann also wirtschaftlich im Spritzgußverfahren mit ausschließlich Axiaischiebern an der metallischen Traghülse befestigt werden. Beim Spritzen greifen axial verschiebbare Finger der Spritzgießform in die Führungs- kanäle, so daß eine hohe Meß- und Formgenauigkeit dieses Kunststoffteils erreicht werden kann. Diese Meß- und Formgenauigkeil ändert sich auch nach dem Spritzen nicht, weil die Schrumpfung des Kunststoffteils durch die inkorporierte stützende Traghülse auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt Dementsprechend erübrigt sich jede Macharbeit des Kunststoffteils nach dem Spritzen. Schließlich ist die vom Kunststoffteil um· spritzte Traghülse auch unempfindlich gegenüber Erwärmungen im Betrieb, weil die versteifende metalli-J5 sehe Traghülse das Kunststoffteil an einer schädlich großen Wärmedehnung hindert.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist die Traghülse an ihrem äußeren Umfang verteilte, bis zur Mantelfläche des Kunststoffteils reichende Längsrippen auf. Dadurch kann die Traghülse über die Längsrippen direkt, also ohne Zuhilfenahme einer Außenhülsc. in der Bohrung des Gehäuses festgesetzt werden, so daß sich eine äußerst steife Abstützung des erfindungsgemäßen Kugellagers in der Gehäusebohrung crgibt und ein relativ einfacher wirtschaftlicher Aufbau des Kugellagers gegeben ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Längsrippen einstückig mit der Traghülse verbunden, so daß diese Längsrippe das Kunststoffteil gegen Verdrehe- hen auf der Traghülse sichern.

Erfindungsgemäß sind die Wände der axial gerichteten Führungskanal die Kugeln eng umschließend ausgebildet, so daß eine einwandfreie Rückführung der unbelasteten Kugeln ohne Verklcmmung oder Verschleiß in diesen Kanälen bewirkt wird.

Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung sollen nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. I einen teilweisen Längsschnitt durch ein erfinbo dungsgemäßes Kugellager.

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A des in Fig. 1 ge/.eiglcn Kugclkigcrs.

Fig.3 einen Längsschnitt entlang der Linie B-B in F i g. 2 durch die Traghülse mit unispritzteni Kunststofftv-i teil.

Hg. 4 eine Seitenansicht der in F i g. 3 gezeigten Traghülse mit umsprit/.tcm Kunststoffteil und

Fi g. 5 einen Längsschnitt entlang der Linie B-B in

F i g. 2 durch einen Endring.

Mit 1 ist in den F i g. 1 und 2 eine zylindrische, metallische Traghülse bezeichnet, weiche aus Wälzlagerstahl gefertigt sein kann. Um die Traghülse 1 herum ist der Kunststoffteil 2 mit etwa gleichmäßiger Wandstärke gespritzt, der vorteilhaflerweise aus einem verschleißfesten thermoplastischen Kunststoff besteht. Am äußeren Umfang der Traghülse 1 sind einstückig mit dieser verbundene Längsrippen 3 angeordnet, die bis zur Mantelfläche des Kunststoffteils 2 reichen und sich dementsprechend in der Bohrung eines Gehäuses (nicht gezeigt) abstützen können. Die Kugeln 4 der Lastzone laufen in der zylindrischen Bohrung der Traghülse 1 und tragen eine Welle 5 (in Fig.2 strichpunktiert eingezeichnet). Im Betrieb werden diese Kugeln 4 zwischen den axial gerichteten Führungswänden 6 des Kunststoffteils 2 geführt. Die unbelasteten Kugeln 7 werden in den axia! offenen Führungskanälen 8 des Kunststoffteils 2 am Ende der Traghülse umgelenkt. Die Führungskanäle 8 sind durch den Endring 9 je Ende der Traghülse 1 axial abgedeckt. In den außerhalb der Traghülse vorgesehenen axial gerichteten Führungskanälen '.O werden die unbelasteten Kugeln 7 jeder Kugelreihe rückgeführt, so daß endlos umlaufende Kugelreihen am Umfang des Kugellagers gebildet werden.

In den Fig.3 und 4 ist die Traghülse 1 mit umspritzem Kunststoffteil 2 allein dargestellt. Es ist zu ersehen, daß die Führungswände 6 und Führungskanäle 8, 10 ohne weiteres im Spritzgußverfahren hergestellt werden können. Beim Spritzen brauchen lediglich axial in die Spritzgußform vorspringende Schieber beidseitig angebracht zu sein, um sehr genaue Führungskanäle 8, 10 und Führungswände 6 herzustellen. Diese Genauigkeit ist während des Spritzvorganges und bei der Abkühlung des Kunststoffteils 2 nach dem Spritzen nicht gefährdet, weil die metallische Traghülse, welche aus Kunststoffteil 2 stützt, schädliche Formänderungen verhindert. Durch die Schrumpfung des Kunststoffteils 2 beim Abkühlen wird auch eine vorteilhafte Verbindung des Kunststoffteile 2 auf der Traghülse 1 bewerkstelligt. Wegen der großen Herstellgenauigkeit können die Wände der axial gerichteten Führungskanäle 10 die Kugeln 7 eng umschließend ausgebildet sein, so daß die Kugeln 7 in diesen Führungskanälen 10 immer verklemmungsfrei rückgeführt werden.

Wie in F i g. 3 zu sehen, weisen bei Ie axiale Enden des Kunststoffteils 2 axial vorspringende, wulstförmigc Flächen 11 auf. Der Querschnittsradius r dieser Flächen 11 entspricht der konkaven Ringfläche 12 des in Fig.5 gezeigten Endringes 9, welcher ebenfalls aus Kunststoff gefertigt ist und z. B. durch Kleben oder im Ultraschallschweißve-fahren an diesem Kunststoffteil 2 befestigt wird. Im übrigen weisen die axial gerichtete Führungskanäle 6 Wände auf, die an ihrem radial inneren Ende 13 gegenseitig etwas zusammengehen, so daß die Kugeln 4 im ausgebauten Zustand des Kugellagers nicht aus dem Kugellager herausfallen können.

Das erfindungsgemäße Kugellager hat den Vorteil, daß dieses eine hohe Maß- und Formgenauigkeit aufweist, die sich auch im Betrieb, z. B. bei Erwärmung und/oder Alterung des Kunststoffteile 2, wenig ändert. Dadurch werden sämtliche Kugeln 4, 7 im Kugellager einwandfrei geführt. Dabei laufen die Kugeln 4, 7 vorteilhafterwcise entlang den Führungswänden 6 bzw. in den Führungskanilen 8, 10 aus stoßdämpfendem, verschleißfestem Kunststoff.

Die Erfindung ist naJ.rlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt werden. Zum Beispiel kann das Kugellager anstelle einer offei.en Traghülse eine ringförmige, geschlossene Traghülse aufweisen, die gleichmäßig am Umfang ver-

teilte, endlos umlaufende Kugelreihen aufweist. Auch kann die Umlenkung der Kugeln an beiden Enden der Traghülse schräg zur durch die Lagerachse gehenden Radialebene erfolgen, so daß die Längsrippen der Traghülse radial über den Laufbahnen der belasteten Kugeln

ίο zu liegen kommen und dementsprechend eine steife Abstützung des Kugellagers im Gehäuse mit einer direkten radialen Kraftübertragung zwischen den belasteten Kugeln über die Laufbahnen und Längsrippen zur Bohrung des Gehäuses gegeben ist. Durch diese schräg zur Radialebene des Kugellagers verlaufende Umlenkung der Kugeln ergeben sich übrigens größere Umlenkradien in der Umlenkzone, die eine bessere, nicht so abrupte Umlenkbewcgung der Kugeln zur Folge haben kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kugellager für Längsbewegungen mit am Umfang verteilten, endlos umlaufenden Kugclreihcn, deren belastete Kugeln in der Bohrung einer metallischen Traghülse abgestützt und deren unbelastete Kugeln an den Enden der Traghülse umgelenkt und über der Mantelfläche der Traghülse rückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß axial gerichtete seitliche Führungswände (6) für die Kugeln der Lastzone, axial offene Führungskanäle (8) für die Kugeln der Umlenkzone und axial gerichtete Führungskanäle (10) für die Kugeln der Rückführzone durch ein um die Traghülse (1) herum gespritztes, verschleißfestes Kunststoffteil (2) gebildet werden und daß an jedem Ende der Traghülse ein das Lager axial abdeckender Endring (9) befestigt ist.

2. Kugellager nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Traghülse (1) an ihrem äußeren Umfang vMieilte, bis zur Mantelfläche des Kunststoffs (2) reichende Längsrippen (3) aufweist

3. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (3) einstückig mit der Traghülse (1) verbunden sind.

4. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der axial gerichteten Führungskanäle (10 die Kugeln eng umschließend ausgebildet sind.