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1. WO2003033925 - LINEARWÄLZLAGER

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Linearwälzlager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einer Welle und einem Gehäuse, welches die Welle umgibt und über Wälzkörper an Laufbahnen der Welle längsverschieblich gelagert ist, wobei die Wälzkörper sich in mehreren endlo-sen Umläufen befinden, die in dem Gehäuse in Umfangsrichtung der Welle hintereinander angeordnet sind und jeder Umlauf einen Tragbereich, einen Rücklaufbereich und zwei diese Bereiche miteinander verbindende Umlenkbereiche aufweist, und wobei das Gehäuse von einem Trägerteil und einem darin eingebetteten ringförmigen Tragstück gebildet ist, dessen innere Oberfläche Laufbahnen für tragende Wälzkörper aufweist und an dessen äußerer Oberfläche Rücklaufkanäle für rücklaufende Wälzkörper angeordnet sind.

Ein solches Lager kommt für die Anwendung im Bereich der elektromechani-schen Lenkung von Kraftfahrzeugen in Betracht, eignet sich jedoch auch für die Anwendung im Maschinenbau.

Aus der Druckschrift DE 36 39 544 C2 ist ein Linearwälzlager bekannt, welches die Übertragung von Drehmomenten von einer Welle auf eine Hülse ermöglicht, die relativ zu der Welle axial verschiebbar ist. Ein Anwendungsgebiet dafür sind teleskopisch verstellbare Lenkwellen von Kraftfahrzeugen. Dieses Lager weist als Gehäuse eine massive Hülse auf. In der Hülse sind achsparal- lele Bohrungen für die Rücklaufbereiche und von der inneren Oberfläche ausgehende achsparallele Spurrillen für die Tragbereiche der Kugelumläufe eingearbeitet. Eine solche Ausführung bedingt bei einer Hülse aus einem metallischen Werkstoff ein hohes Gewicht und verursacht ein lautes Laufgeräusch der Wälzlager. Mit der Herstellung dieser Hülse sind hohe Kosten verbunden.

Ein Linearwälzlager der eingangs genannten Art, bei welchem als Wälzkörper Kugeln verwendet sind, ist aus der Druckschrift DE 42 18 981 A1 bekannt. Dort weist die als Führungsschiene für das Tragkörpergehäuse wirkende Welle eine kreiszylindrische Form auf, so daß eine Übertragung von Drehmomenten von dem Gehäuse auf die Welle mit diesem Linearlager nicht möglich ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Linearwälzlager so weiterzubilden, daß es sich sowohl zur Aufnahme von Radialkräften als auch von Drehmomenten eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle zur Auf-nähme und Übertragung von Drehmomenten mit einer im Querschnitt von der Kreisform abweichenden Profilierung versehen ist. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Momentenbüchse geschaffen.

Das ringförmige Tragstück des Gehäuses kann als Profilkörper mit mehreren an seiner inneren Oberfläche eingearbeiteten Laufbahnen für tragende Wälzkörper ausgeführt sein. An den Laufbahnen der Welle und des Tragstücks können als Kugeln oder als Rollen ausgebildete Wälzkörper abrollbar angeordnet sein. Das Kunststoffträgerteil des Gehäuses kann im Bereich einer die Längsachse der Welle schneidenden Trennebene geteilt ausgeführt sein, wo-bei dann die beiden entstandenen Teile zu der Längsachse parallele Nuten aufweisen können, in welchen das Tragstück aufgenommen wird.

Zur Befestigung des Gehäuses mit der Anschlußkonstruktion können an dem Kunststoffträgerteil radial abstehende Befestigungslaschen angeformt sein. Das Gehäuse kann von mehreren Kreiszylindersegmenten umgeben sein, wel-ehe in Umfangsrichtung der Welle hintereinander angeordnet und an Teilbereichen des Tragstücks abgestützt sind. Die Befestigungslaschen können auch an den Kreiszylindersegmenten radial abstehend angeformt sein.

Das erfindungsgemäße Linearwälzlager hat folgende Vorteile: Es ist preiswert in der Herstellung, für Massenstückzahlen geeignet, weist bei einem stick-slip-freien bzw. -armen Lauf einen sehr guten Wirkungsgrad auf, ermöglicht eine prozeßsichere Montage und bietet einen geräuscharmen Lauf. Fluchtungsfehler zwischen der Welle und dem Gehäuse sind bei diesem Lager weitgehend ausgeglichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen, Drehmomente übertragenden Linearwälzlagers in einer perspektivischen Darstellung;

Figur 2 eine stirnseitige Ansicht des Lagers;

Figur 3 das Lager im Längsschnitt gemäß Linie III - III der Figur 2 bzw.
in der Seitenansicht;

Figur 4 eine weitere Ausführung eines Lagers mit einer Welle und einem diese umgebenden Gehäuse im Längsschnitt;

Figur 5 einen Querschnitt durch das weitere Lager gemäß Linie N - N der

Figur 4;

Figur 6 eine dritte Ausführung eines Lagers in einem Figur 5 entsprechenden Schnitt;

Figur 7 eine vierte Ausführung eines Lagers in einem Figur 5 entsprechenden Schnitt;

Figur 8 eine fünfte Ausführung eines Lagers in einem Figur 5 entsprechenden Schnitt und

Figur 9 eine sechste Ausführung eines Lagers in einem Figur 5 entspre- chenden Schnittpunkt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Linearwälzlager enthält eine Welle 1 , welche von einem Gehäuse 2 umgeben ist. Dieses ist über Wälzkörper 3 an der Welle 1 längsverschieblich gelagert. Die Wälzkörper 3 sind in mehreren endlosen Umläufen in dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei tragende Wälzkörper an Laufbahnen 4 der Welle 1 und an Laufbahnen eines ringförmigen Tragstücks 5 abrollbar abgestützt sind. Das Tragstück 5 ist in dem Gehäuse 2 innerhalb eines Trägerteils 6 angeordnet, welches sich in einer Hülse 7 befindet. An der äußeren Oberfläche des ringförmigen Tragstücks 5 befinden sich Rücklaufkanäle für rücklaufende Wälzkörper 3. Die Rücklaufkanäle sind an ihren Enden über Umlenkkanäle mit den Bereichen der tragenden Wälzkörper 3 verbunden. Auf diese Weise sind mehrere endlose Wälzkör-perumläufe gebildet. Sie sind in Umfangsrichtung der Welle 1 und des Gehäuses 2 in Abständen hintereinander angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Welle 1 vier Laufbahnen 4 auf, so daß vier Wälzkörperumläufe vorgesehen sind.

Bei einem weiteren, in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearwälzlagers weist die Welle 9 sechs Laufbahnen 10 für Wälzkörper 3 auf. Ein ringförmiges Tragstück 11 ist im Querschnitt nicht kreisringförmig, sondern profiliert ausgeführt. Es ist an seiner Innenseite mit sechs Laufbahnen 12 für tragende Wälzkörper 3 versehen und weist an seiner äußeren Oberfläche diesen sechs Laufbahnen 12 entsprechende Rücklaufkanäle 13 für rücklaufende Wälzkörper 3 auf. Ein Trägerteil, in welchem das Tragstück 11 eingebettet ist, ist in diesem Fall als Kunststoffträger-teil 14 ausgeführt, es bildet gemeinsam mit dem Tragstück 11 ein Gehäuse 15. An dem Kunststoffträgerteil 14 sind vier Befestigungslaschen 16 für die Verbindung mit einem Anschlußbauteil angeformt. Das Kunststoffträgerteil 14 ist längs einer Ebene, die rechtwinklig zu der Längsachse 17 der Welle 9 verläuft, geteilt ausgeführt. Jeder Teil weist eine Nut auf, die der Form des Tragstücks 11 entspricht, so daß das Tragstück 11 in einfacher Weise innerhalb des Kunststoffträgerteils 14 angeordnet werden kann.

Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linearwälzlagers sind eine Welle 18, ein Kunststoffträgerteil 19 und ein Tragstück 20 so geformt, daß zumindest die radiale Kraftübertragung direkt durch das Tragstück 20 erfolgt. Hier weist das Gehäuse drei Befestigungslaschen 16 auf. Die Welle 18 kann als Kreuzwelle bezeichnet werden. Es sind acht Wälzkörperumläufe vorgesehen. Das Tragstück 20 weist vier äußere Bereiche auf, welche der Radialabstützung in einer Einbaubohrung eines Anschlußbauteils dienen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 mit zwei Befestigungslaschen 16 weicht eine Welle 21 nur insofern von der exakten Kreisform ab, als insgesamt sechzehn Laufbahnen in die Mantelfläche der Welle 21 eingearbeitet sind, so daß hier sechzehn Wälzkörperumläufe in einem Kunststoffträgerteil 22 vorgesehen sind. Dementsprechend ist auch ein Tragstück 23 verwendet, welches im wesentlichen kreisringförmig ist. Diese Ausführung ist dann vorgesehen, wenn die zu übertragenden Radialkräfte dominieren und das zu übertragende Drehmoment nur gering ist.

Ein in Figur 8 dargestelltes Linearwälzlager mit vier Befestigungslaschen 16 weist eine Welle 24 auf, die im Querschnitt nahezu quadratisch ist, so daß man von einer Vierkantwelle sprechen kann. Ein die Welle 24 umgebendes Trag-stück 25, welches gemeinsam mit einem Kunststoffträgerteil ein Gehäuse 26 bildet, weist vier außen liegende Teilbereiche 27 auf. Zur Abstützung des Tragstücks 25 in Umfangsrichtung der Welle 24 sind an dem Gehäuse 26 vier Kreiszylindersegmente 28 ausgebildet, wobei jeder Teilbereich 27 des Tragstücks 25 an zwei benachbarten Kreiszylindersegmenten 28 anliegt. Die Wälz-körper 3 sind bei dieser Ausführung ebenso, wie bei den bisherigen Ausführungen als Kugeln ausgebildet.

Ein in Figur 9 dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearwälzlagers unterscheidet sich von dem in Figur 8 dargestellten Lager im we-sentlichen nur dadurch, daß die Wälzkörper 32, die sich an der Welle 29 und dem Tragstück 30 abwälzen, innerhalb des Gehäuses 31 als Rollen ausgebildet sind. Das Gehäuse 31 weist vier Befestigungslaschen 16 auf.

Bezugszahlenliste

Welle 29 Welle

Gehäuse 30 Tragstück

Wälzkörper 31 Gehäuse

Laufbahn 35 32 Wälzkörper

Tragstück
Trägerteil
Hülse
Dichtung
Welle
Laufbahn
Tragstück
Laufbahn
Rücklaufkanal
Kunststoffträgerteil
Gehäuse
Befestigungslasche
Längsachse
Welle
Kunststoffträgerteil
Tragstück
Welle
Kunststoffträgerteil
Tragstück
Welle
Tragstück
Gehäuse
Teilbereich
Kreiszylindersegment