Линейная шариковая втулка и способ заполнения ее шариками

 

Использование: машиностроение,, в линейных шариковых втулках. Сущность изобретения: втулка содержит сепаратор с дорожками качения в виде рабочего и возвратного прямолинейных каналов, соединенных дугообразными участками, и с пазами. В пазах установлены ограничительные пластины с беговыми дорожками на внутренней поверхности, идентичными беговым дорожкам сепаратора. Дорожки разделены центральным ребром, а прямолинейные участки рабочих и возвратных каналов расположены в различных уровнях. Во втулке выполнен загрузочный канал, образованный наклонной плоскостью, выполненной на одном конце паза, и поверхностью возвратного канала ограничительной пластины. На ограничительной пластине выполнена дорожка качения. С двух сторон ограничительной пластины выполнены прямолинейные участки с постоянным профилем, Втулка снабжена концевыми стяжными элементами в виде стаканов, расположенных на каждом торце втулки. Способ заполнения шариковой линейной втулки шариками заключаются в том, что снимают с одного конца пластины стяжной элемент и отводят его вверх, шарики вводят в загрузочный канал через нос, после чего ограничительную пластину устанавливают в рабочее положение и фиксиру-. ют ее с помощью вновь установленного стяжного элемента. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 28 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (я)5 F 16 С 29/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р ) л

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4743615/27 (22) 30.03,90 (46) 15.04,93, Бюл. N 14 (31) P 3910456.7 (32) 31.03.89 (33) ОЕ (71) Дойче штар ГмбХ (DE) (72) Манфред Биндер, Карл-Хайнц Ройс и

Райнер Хефлинг (DE) (56) Патент. Франции N 2551513, кл. F 16 C

29/06, 1985. (54) ЛИНЕЙНАЯ ШАРИКОВАЯ ВТУЛКА И

СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ЕЕ ШАРИКАМИ (57) Использование: машиностроение, в линейных шариковых втулках. Сущность изобретения: втулка содержит сепаратор с дорожками качения в виде рабочего и возвратного прямолинейных каналов, соединенных дугообразными участками, и с пазами, В пазах установлены ограничительные пластины с беговыми дорожками на внутренней поверхности, идентичными беговым дорожкам сепаратора, Дорожки разИзобретение относится к машиностроению, в частности к линейным шариковым втулкам, Целью изобретения является облегчение монтажа путем обеспечения возможности использования автоматического заполнительного устройства с одновременным снижением или предотвращением опасности нарушения движения шариков в процессе эксплуатации.

На фиг.1 показано продольное сечение линейной шариковой втулки; на фиг,2 — се„.,5U 1809880 А3 делены центральным ребром. а прямолинейные участки рабочих и возвратных каналов расположены в различных уровнях. Во втулке выполнен загрузочный канал, образованный наклонной плоскостью, выполненной нэ одном конце паза, и поверхностью возвратного канала ограничительной пластины. На ограничительной пластине выполнена дорожка качения. С двух сторон ограничительной пластины выполнены прямолинейные участки с постоянным профилем, Втулка снабжена концевыми стяжными элементами в виде стаканов, расположенных на каждом торце втулки. Способ заполнения шариковой линейной втулки шариками заключаются s том, что снимают с одного конца пластины стяжной элемент и отводят его вверх, шарики вводят в загрузочный канал через нос, после чего ограничительную пластину устанавливают в рабочее положение и фиксиру-. ют ее с помощью вновь установленного стяжного элемента. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 28 ил.

QQ чение А — А; на фиг.3 — вид на внутреннюю сторону одной ограничительной пластины; на фиг.4 — вид на конец ограничительной пластины; на фиг.5 — сечение по Б — Б; íà, (д фиг.6 — узел I фиг,5; на фиг.7 — концевой участок ограничительной пластины; на фиг.8 — сечение по  — В фиг,7; на фиг.9— сечение à — Г фиг.7; на фиг.10 — сечение по

Д вЂ” Д фиг.8; на фиг.11 — сечение Е-Е фиг.8; на фиг,12 — схема плоскостей с, табличным определением нижней плоскости дорожки качения на концевом участке ограничитель1809880 ной пластины по фиг,7; на фиг.13 — поперечное сечение сепаратора вдоль линии А — А по фиг,1 после удаления ограничительных пластин и шариков; на фиг,14 — узел It фиг.13, на фиг.15 — вид на сепаратор по стрелке Ж фиг,13; нэ фиг,16 — продольное сечение сепаратора И вЂ” И фиг,13; на фиг:17 — продольное сечение К-К фиг.13; на фиг.18— концевая часть ограничительной пластины с одной концевой скошенной поверхно- 10 стью; на фиг.19,— сечение Л вЂ” Л фиг.15; на фиг. 20 — вариант выполнения втулки.с частично кольцевым сепаратором; на фиг.21— узел Ili ôèã.20; на фиг.22 — шариковая втулка со снятым одним концевым кольцом; на фиг.23 — узел IV фиг.22; на фиг.24 — сечение

M — M фиг.23; на фиг.25 — сечение С вЂ” С фиг.23; на фиг.26 — вид по стрелке P no фиг,22; на фиг.27 — продольная уплотнительная планка по фиг,26; на фиг.28 — огра- 20 ничительная пластина по фиг.6, Втулка 1 содержит сепаратор 2, выполненный из твердой упругой пластмассы. В сепараторе 2 вставлены ограничительные пластины 3, с внешней окружной поверхно- 25 стью 4, прилегающей к отверстию в корпусе подшипника и с внутренней окружной поверхностью 5, Ограничительные пластины 3 выполнены из твердого материала, в частности, из закаленной стали. Во втулку встав- 30 лен комплект шариков 6. Каждый комплект шариков образует один рабочий ряд 7 шариков и один возвратный ряд 8 шариков.

Рабочие ряды 7 шариков выступают относительно внутренней окружной поверхности 35 через шпицы 9 сепаратора 2 для обеспечения прилегания к валу. Оба прямолинейных ряда 7 и 8 шариков прилегают к внутренней окружной поверхности 5 той или иной ограничительной пластины 3. Рабочий ряд 7 ша- 40 риков и возвратный 8 шариков соединены посредством дугообразных рядов 10 шариков, Ограничительные пластины 3 удерживаются с геометрическим замыканием в сепараторе 2, однако имеют определенный 45 зазор, обеспечивающий возможность дви- . жения. На фиг,3 и 4 показана отдельная ограничительная пластина 3. Эта ограничительная пластина 3 выполнена на базе профильного стержня, профиль которого 50 показан на фиг.4. Ограничительная пластина 3 содержит рабочий прямолинейный участок 11 дорожки качения и возвратный, прямолинейный участок 12 дорожки качения, расположенные на разных уровнях по 55 отношению к внешней окружной поверхности 4. Рабочий участок 11 дорожки качения служит для приема рабочего ряда 7 шариков, а прямолинейный участок 12 дорожки качения — для приема возвратного ряда 8 шариков, Оба прямолинейных участка 11 и

12 дорожки качения соединены между собой с помощью дугообразных участков дорожки качения, Прямолинейные участки 11 и 12 дорожки качения выполнены с постоянным профилем до концов ограничительной пластины 3, Между прямолинейными участками 11 и 12 расположено центральное ребро 13, имеющее постоянный профиль по всей длине и пересекающееся с дугообразными участками дорожки качения. Как показано на фиг.6, внешняя окружная поверхность 4 выполнена искривленной, Прямолинейные участки 11, 12 дорожки ка-, чения закруглены с радиусом кривизны, равным или превышающим радиус шариков

10, На концах ограничительной, пластины (фиг.5) выполнены отверстия 14 и 15, Отверстия 14 предназначены для установки имеющих форму стаканов стяжных элементов

16, которые фиксируют ограничительную пластину 3 и запирающие шайбы 17 на сепараторе 2. В отверстиях 15 устанавливаются стопорные кольца для фиксации шариковой втулки в приемном отверстии.

Детальное выполнение дорожки качения показано на фиг. 7-11, Дугообразные участки 18 дорожки качения выполнены на протяжении приблизительно 180 и имеют приблизительно кольцевую форму.

Снижение уровня от прямолинейного участка 11 дорожки качения к прямолинейному участку 12 дорожки качения начинается на, одном концевом участке прямолинейного участка 11 дорожки качения. В результате зтого основание дугообразного участка 18 дорожки качения расположено в области пересечения с прямолинейным участком 11 дорожки качения лежит на более низком уровне, Перепад уровней на кольцевом участке равен 2 как показано на фиг.8, Перепад уровней в области дугообразного участка 18 дорожки качения равен приблизительно 5, что обеспечивает отсутствие скачкообразного перехода уровней, Продольное расширение концевого участка является достаточно большим, что обеспечивает возможность непрерывного разгружения нагруженных шариков перед входом в дугообразный участок 18 дорожки качения, Это справедливо также для шариков, поступающих в рабочую зону, За счет этого обеспечивается равномерное и свободное от толчков движение шариков.

На фиг.12 с 1 по 7 обозначены различные точки измерения величины уровня пе рехода закругления дугообразного участка.

Величины уровня касаются высоты уровня в

1809880 миллиметрах на основании дорожки качения относительно уровня основания рабочего участка 11 дорожки качения, который равен О. Дополнительно шарики направляются с помощью сепаратора 2, Направляю- 5 щие поверхности в сепараторе 2 выполнены с высокой точностью так, что они без сме- . щения примыкают к направляющим поверхностям ограничительных пластин. На фиг.13 показан сепаратор 2 при удаленных 10 пластинах 3. В сепараторе выполнены шлицы 19, которые частично обеспечивают воэможность прохождения шариков рабочего ряда.

На фиг.14 и 15 показан загрузочный ка- 15 нал 20, в который устанавливается заполнительная труба, показанная на фиг,19. При этом верхний концевой элемент 16, выполненный в виде стакана, снят, а ограничительная пластина 3 может быть переведена 20 в наклонное положение, в результате чего обеспечивается возможность ввода шариков. Заполнение шариками 6 возвратного ряда облегчается за счет выполнения скоса

22. 25

На фиг.20 показана линейная шариковая втулка (вариант выполнения), Во втулке расположен вал 23, поддерживаемый станиной 24, сепаратор 2 выполнен в форме частичного кольца. На концах сепаратора 30 выполнены выемки 25, которые также имеют форму частичного кольца. Для предотвращения проникновения грязи в области шариков предусмотрены уплотнения.

На фиг.1 показаны запирающие шайбы 35

17. Они представляют собой кольцевые уплотнения 26, которые удерживаются на сепараторе с помощью концевых колец, Кольцевые уплотнения состоят из базового тела 27 и уплотнительной манжеты 28. Уп- 40 лотнительная манжета 28 предназначена для прилегания к валу 23 (см. фиг.20), Базовое тело 27 уплотнительного кольца как показано на фиг,23, 24, 25 крепится в кольцевой выемке 29 сепаратора. Базовое 45 тело расположено с осевым зазором, образованным поверхностью 30 сепаратора 2 и ориентированной в осевом направлении поверхностью 31 концевого кольца.

Радиальный зазор необходим для того, 50 чтобы обеспечить возможность прилегания кольца при изменении угла наклона вала 23 относительно сепаратора. Одновременно необходимо предотвратить проворачиваwe колец, т.к. в противном случае кольца 55 могут за одну или другую поверхность сепаратора или сместиться относительно них. В концевых частях уплотнения выполнены кулачки 32 (см. фиг,23 и 24), при этом отверстия имеют размер; превышающий ширину

6 кулачка, в результате чего сохраняется радиальный зазор. Кулачки расположены исключительно в концевых частях уплотнительного кольца. Высота кулачка превышает толщину базового тела 27, Концевое кольцо соединено с сепаратором 2 с помощью резьбового соединения. Резьбовое соединение представляет собой винт 33 с потайной головкой, которая ввинчена в кулачок 32. Т.к, высота кулачка превышает толщину базового тела 27, то при жесткой затяжке винта с потайной головкой не происходит заклинивания базового тела, сохраняется также и радиальный зазор.

Периферийная фиксация кольцевых уплотнений может также осуществляться с помощью выступов 34 (см, фиг.23). С помощью одних только концевых уплотнений проблема уплотнения не может быть полностью решена,Как показано на. фиг, с 20 по 23, а также фиг,26 и 27 показаны продольные уплотнительные планки 35 с корневой частью 1

36 и прилегающие к валу 23 язычковой частью 37, Корневая часть 36 вставляется в осевом направлении в паз 38 сепаратора 2.

Пазы 38 выполнены периферийно расширяющимися в концевых участках, в результате чего образуются опорные плечи 39 (фиг,26). Коревые части 40 продольных уплотнительных планок 35 содержат в осевых концевых областях периферийно выступающие выступы 41, которые прилегают к опорным плечам 39. Продольные уплотнительные планки 35 снабжены концевыми элементами 42 с постоянным профилем с корневой 36 и яэычковой 37 частями, которые выступают за выступы 41 в осевом направлении и входят в кольцевую выемку сепаратора и за счет прилегания концевых элементов 42 и уплотнительных колец обеспечивается полное уплотнение промежуточного пространства между валом 23 и сепаратором 2.

На фиг.27 показана уплотнительная планка 35 перед монтажом. B осевом направлении за выступами 41 на концах планки расположены элементы 43, которые при монтаже продольной уплотнительной планки обеспечивают возможность ее растяжения части планки, расположенной между выступами 41, при котором выступы 41 имеют возможность их смещения через плечи, После монтажа элементы 43 отделяются и освобождают планку.

На фиг.28 показана ограничительная пластина 3. внешняя поверхность 4 которой схематически изображена на фиг,6, Внешняя поверхность 4 содержит цент- . ральный, прямолинейно проходящий продольный участок f, к которому через

1809880 переходные закругления g с радиусом gt кривизны примыкает осевой продольный участок h, который также является прямолинейным. Продольный участок h образует с продольным участком f угол а= 35О. Длина! 5 рабочего ряда шариков составляет 100200, предпочтительно от 130 до 180 диаметра вала 23; длина. центрального продольного участка f составляет 2-15, предпочтительно 5 — 10 от диаметра вала 10

23; радиус gl кривизны переходного закругления g составляет более 100, предпочтительно более, чем 150, Угол а наклона составляет 25 — 45О. Это обеспечивает способность ограничительных пластин 3 к on- 15 рокидыванию или качанию, а за счет прямолинейности в центральной части сжатие поверхностей относительно охватывающего отверстия подшипника уменьшается настолько, что величина износа остается.не- 20 большой. Внешняя поверхность 4 ограничительных пластин имеет радиус закругления, равный радиусу окружной поверхности приемного отверстия подшипника, в результате чего обеспечивается плоскостное прилега- 25 ние ограничительных пластин к стенкам отверстия подшипника, Формула изобретения

1, Линейная шариковая втулка, содержащая сепаратор с дорожками качения в 30 виде рабочего и возвратного прямолинейных каналов, соединенных дугообразными соединительными участками, и с пазами, в которых установлены ограничительные пластины с беговыми дорожками на внутрен- 35 ней поверхности, идентичными беговым дорожкам сепаратора и разделенные центральным ребром, прямолинейные участки рабочего и возвратного каналов расположены в различных уровнях, причем прямоли- 40 нейный участок возвратного канала расположен у внешней поверхности ограничительной пластины, прямолинейный участок рабочего канала открытым со стороны вала, отличающаяся тем, что, с целью 45 облегчения монтажа, в нем выполнен загрузочный канал.

2. Втулкапоп.1,отличающаяся тем, что по меньшей мере на одном конце паза выполнена наклонная плоскость, соосная прямолинейному участку канала и образующая с поверхностью возвратного канала ограничительной пластины загрузочный канал.

3, Втулка по п1,отл ичающаяся тем, что по меньшей мере на одном конце ограничительной пластины выполнен скос, образующий с поверхностью дорожки сепаратора загрузочный канал.

4, Втулка по п.1, отличающаяся тем, что на ограничительной пластине выполнена рабочая дорожка качения.

5. Втулка по п.1, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что с двух сторон ограничительной пластины выполнены прямолинейные участки с постоянным профилем, пересекающиеся с дугообразными соединительными участками, 6. Втулка по п.1, отличающаяся тем, что центральное ребро выполнено с постоянным профилем, 7. Втулка по и 1, отличающаяся тем, что она снабжена концевыми стяжными элементами в виде стаканов, расположенных на каждом торце втулки.

8. Способ заполнения линейной шариковой втулки с загрузочным каналом,.образованным скосом одного из элементов пары ограничительной пластины, закрепленной на сепараторе с помощью стяжных элементов и рабочей дорожкой качения сепаратора путем ввода шариков между дорожками качения и сепаратора и пластины, о тл и ч а юшийся тем, что снимают с одного конца пластины стяжной элемент и отводят его вверх, э шарики вводят в загрузочный канал . через скос, после чего ограничительную пластину устанавливают в рабочее положение и фиксируют ее с помощью вновь установленного стяжного элемента.

1809880

1809880

Фиг.5

Фиг,8

Г-r

Виг.9

3Л

1809880

А-A ж дидЖ

1809880 к-к

11

Фиг. 78

1809880

1809880

Фиа20 и

1809880

1809880

1809880

1809880

Составитель В,Ситушкин

Редактор А. Купря кова . Техред М, Моргентал

К РР Р М.Куль

Заказ 1298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101