Частично кольцевая линейная шариковая втулка, продольная уплотнительная планка для линейной шариковой втулки
Использование: машиностроение, в шариковых втулках. Сущность изобретения: шариковая втулка содержит сепаратор с дорожками качения и поясами, в которых установлены ограничительные планки с беговыми дорожками, идентичными беговым дорожкам сепаратора, по торцам сепаратора установлены фиксирующие кольца и уплотнительные элементы. Во втулке установлено средство фиксации от проворота кольцевых уплотнений элементов Уплотнительные элементы установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении Шариковая втулка снабжена продольной уплотнительной планкой, на концах которой выполнены выступы, участки , расположенные за этими выступами, выполнены в виде съемных элементов с захватами 7 з.п. ф-лы, 28 ил.
„„5Q, 1780567 А3
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ;-. ЗОБРЕТЕНИЯ -=""".::r",.", "" К ПАТЕНТУ 1 ..: .. .::" -- :2 (21) 4743697/27 . : .. шариковая втулка содержит сепаратор с до(22) 30.03,90: " ., рожками качения и поясами, в которых уста(31) Р 3910457.5 °: .: . новлены ограничительные планки с (32) 31.03.89 . : . беговыми дорожками, идентичными бего(33) ОЕ :,:: .:-.:: .. вым дорожкам сепаратора, по торцам сепа(46) 07;12.92. Бюл. М. 45 .....:. ратораустановленй фиксирующие кольца и (71) Дойче Штар ГмбХ (DE) . уплотнительнйе элементы. Во втулке уста(72) Эрнст Альберт, Герман Дюч и Райнер новлено средство фиксации от проворота Хефлинг (ОЕ) .:: "-. : - кольцевьгх уплотнений элементов. Уплотни(56) Патент ФРГ %3512858, кл. F 16 С 29/06; . тельные элементы установлены с возможно1987. : ..;: стью перемещения в радиальном (54) ЧАСТИЧНО КОЛЬЦЕВАЯ ЛИНЕЙНАЯ направлении, Шариковая втулка снабжена ШАРИКОВАЯ ВТУЛКА, ПРОДОЛЬНАЯ УП- продольной уплотнительной планкой, на ЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПЛАНКА ДЛЯ ЛИНЕЙ- концах которой выполнены выступы, участНОЙ ШАРИКОВОЙ ВТУЛКИ -... - .::.: ки, расположенные за этими выступами, вы(57)Использование машиностроение,вша-. полйены в виде съемных элементов с риковых втулках. Сущность изобретения; захватами. 7 з.п. ф-лы, 28 ил. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шариковых втулках. Известна частично кольцевая шариковая втулка, содержащая сепаратор с дорожками качения в виде рабочих и возвратных прямолинейных каналов, соединенных дугообразными участками и с пазами, в которых установлень1 ограничительные планки с беговыми дорожками на внутренней поверхности, идентичными беговым дорожкам сепаратора, фиксирующие кольца, расположенные по торцам сепаратора, и кольцевые уплотнительные элементы,. содержащие корневую часть и язычковую, упругоприлегающую к валу (патент ФРГ N. 3512858, кл. F 16 С 29/06, 1987). Недостатком известного устройства является невозможность обеспечить равно.мерное прилегание кольцевых уплотнений к валу при нарушении соосности вала и оси а приводного отверстия. Целью изобретения является повыше- р ние надежности путем исключения проворачивания вокруг оси сепаратора, а также путем обеспечения герметичного прилегания кольцевых уплотнений к валу. Указанная цель достигается тем, что 4 втулка снабжена средством фиксации от проворота кольцевых уплотнител ьн ых элементов, которые установлены с возможно- (,ц) стью перемещения в радиальном направлении. Уплотнительные элементы размещены в кольцевых пазах, выполненных в торцах сепаратора и ограничены снаружи фиксирующими кольцами, Это облегчает, в частности, встраивание тех или иных кольцевых уплотнений, 1780567 Периферийная фиксация положения кольцевого уплотнения осуществляется с помощью выступа, выполненного на стенке паза сепаратора, размещенного в отверстии, выполненном в уплотнительном элементе. Для исключения заклинивания кольцевого уплотнения между ограничительными поверхностями кольцевого паза сепаратора и фиксирующего кольца высота выступа превышает толщину кольЦевого уплотнител ьного элемента, а фиксирующее кольцо 10 установлено с возможностью контакта его внутренней поверхности с выступом, Деформация .фиксирующего кольца предотвращается с помощью того, что оно соединено с кулачком с помощью винта. Надежное уплотнение достигается установкой ограничительной планки с воз20 можностью контакта с концом кольцевых уплотнительных.элементов. Простота мон. тажа достигается выполнением на концах планки выступов, а частей планки, располо>кенных за этими выступами, в виде съем1 ных элементов с захватами. На фиг. 1 показано продольное сечение линейной шариковой втулки; на фиг, 2— сечение А-А на фиг.1; на фиг, 3 — вид на 25 внутреннюю сторону ограничительной 30 планки; на фиг. 4 — вид с торца на ограничительную планку; на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг,3; на фиг,6 — узел I на фиг.5; на фиг.7— концевой участок ограничительной планки; на фиг, 8 — сечение В-В на фиг.7; на фиг.9.— сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг.10 — сечение Д-Д на фиг, 8; на фиг, 11 — сечение Е-Е на фиг, 8; на фиг, 12 — схема определения уровня основания дорожки качения на концевом раничительных пластинах и шариках); на фиг.14 — узел II на фиг,13; на фиг, 15 — вид Ж на фиг.13; на фиг, 16 — сечение 3-3 на фиг. 13; на фиг,17 — сечение И-И на фиг. 13; на фиг,18 — частичное сечение ограничительной планки (фиг, 7) с одним концевым скосом; на фиг. 19 — сечение К-К на фиг. 15 (при заполнении шариками); на фиг. 20- сечение А-А на фиг, 1 (вариант выполнения с частично кольцевой втулкой); на фиг, 21 — узел III на фиг. 20; на фиг. 22 — вид с торца на линейный шарикоподшипник (вариант выполнения); на фиг, 23 — узел IV на фиг„22; на фиг. 24 — сечение Л-Л на фиг. 23; на фиг. 25 — сечение M-M на фиг.23; на фиг, 26 — вид 55 Н на фиг, 22; на фиг.27 — продольная уплотнительная планка; на фиг. 28 — уплотнительная планка (фиг, 6). Шариковая втулка (фиг.1 и 2) содержит сепаратор 1, выполненный из упругой пластмассы. В сепаратор вставлеучастке ограничительной планки; на фиг, 13 — сечение А-А на фиг. 1 (при удаленных or- 40 ны ограничительные планки 2, которые содержат внешнюю окружною поверхность 3, прилегающую к отверстию в корпусе подшипника, и внутреннюю окружную поверхность 4. Ограничительные планки 2 выполнены из твердого материала, вчастности закаленной стали, Сепаратор 1 и ограничительные планки 2 образуют направляющую для комплекта шариков 5. Каждый комплект. шариков образует несущий ряд 6 шариков и отводящий ряд 7 шариков, несущие ряды 6 шариков проходят через возвратные участки 8 сепаратора 1 внутрь с прилеганием к валу, Отводящие ряды 7 шариков опираются радиально о сепаратор 1. Оба прямолинейных ряда 6 и 7 шариков прилегают к внутренней поверхности 4 той или иной ограничительной планки 2, Несущий ряд 6 шариков и отводящие ряды 7 шариков соединяются между собой с помощью дугообразных рядов 9 шариков, Ограничительные планки 2 удерживаются в сепараторе 1 с помощью крепления с геометрическим замыканием, однако с определенным свободным ходом, На фиг. 3 — 5 показана ограничительная планка 2, выполненная из профильного стержня. Ограничительная планка 2 содержит несущий прямолинейный участок 10 доро>кки качения, имеющий по отношению к внешней окружной поверхности 3 более Bblсокий уровень, и отводящий прямолинейный участок 11 дорожки качения, имеющий по отношению к внешней окружной поверхности 3 более низкий уровень, Несущий прямолинейный участок 10 дорожки качения служит для приема несущего ряда 6 шариков, а прямолинейный участок 11 дорожки качения — для приема шариков отводящего ряда 7 шариков. Оба прямолинейных участка 10 и 11 дорожки качения соединены между собой с помощью дугообразных участков 12 дорожки качения, Прямолинейные участки 10 и 11 дорожки качения и концевые участки 13 и 14 выполнены с постоянным профилем до концов ограничительной планки 2. Между прямолинейными участками 10 и 11 дорожки качения расположено центральное ребро 15, которое имеет постоянный профиль и на концевых участках 16 до конца планки 2 и в конце прерывается дугообразными участками 12 дорожки качения. На его внешней окружной поверхности 3 планка выполнена криволинейной, что обеспечивает ее прилегание к внутрЕнней поверхности отверстия в корпусе подшипника. Как видно из фиг. 4 прямолинейные участки 10 и 11 дорожки качения скруглены с 17.80567 15 служат частично для приема-материала при 20 формы пресса, которые прилегают к внеш25 40 50 радиусом кривизны, равным или превышающим радиус шариков 5. На фиг, 5 показаны выемки 17 и 18. В выемки 17, имеющие форму горшка. вставляются фиксирующие кольца 19 (фиг.1), которые фиксируют ограничительную планку 2 и запирающие шайбы 20 на сепараторе 1. Выемки 18 предназначены для установки стопорных колец для осевой фиксации шариковой втулки. Выполнение ходовых поверхностей показано на фиг. 7-11. Дугообразные участки 12 дорожки качения расположены на дуге, равной приблизительно 180О. Переход между уровнями от прямолинейного участка 10 дорожки качения к прямолинейному участку 14 дорожки качения начинается на концевом участке а прямолинейного участка 10 дорожки каче-. . ния, Основание дугообразного участка 12 дорожки качения расположено в области пересечения с прямолинейным участком 10 дорожки качения ниже, чем воображаемое продолжение основания прямолинейного участка 10, в этой области обеспечивается также боковая фиксация тел качения. Перепад уровней на концевом участке а показан (фиг, 8) с углом 2О, Перепад уровней в области дугообразного участка 12 дорожки качения составляет . около 5О, не возникает никаких скачкообразных изменений уровня. Переходы являются закругленными, Продольное расширение концевого участка а после шлифования становится настолько большим, 3 что нагруженные шарики в дугообразном участке 12 дорожки качения непрерывно разгружаются. Это относительно и к шарикам, входящим в зону нагрузки. За счет этого обеспечивается равномерное и свободное от толчков движение. На фиг. 7 изображена дугообразная дорожка 12. качения, имеющая минимальный уровень отводящей прямолинейной дорожки 11 качения. На концевом участке Ь отводящего прямолинейного участка 11 дорожки качения происходит медленнОе нарастание уровня. Резких переходов не происходит, Переходы уровней являются. закругленными. Переходные участки а и Ь прямолинейных участков 10 и 11 дорожки качения выполнены путем штамповки вместе с дугообразными участками 12 дорожки качения. Сужение ширины центрального ребра 5 15 в области концевых участков а и Ь образует переход, имеющий форму воронки, дугообразного участка 12 дорожки качения в прямолинейные участки 10 и 11 дорожки качения. На фиг, 12 показаны различные точки измерения различных величин уровня. Величины уровня обозначают относительную высоту. уровня в миллиметрах на основании дорожки качения, который имеет нулевую величину. Направлейие перемещения шариков осуществляется с помощью сепаратора 1. Направляющие поверхности в сепараторе выполнены с высокой точностью, поэтому они без смещений прилегают к направляющим поверхностям ограничительных планок. Показанные на фиг. 3 и 7 выемки 19 штамповке дугообразных участков 12 дорожки качения, т,е. при штамповке ограничительные планки 2 с предварительно выполненными выемками вкладываются в ней окружной поверхности 3 и концевым поверхностям, однако в области выемок 19 I оставляют такой зазор, что e него может входить вытесняемый при штамповке материал и flpM этом возникает геометрия выемок в соответствии с фиг. 7. На фиг. 13 показан сепаратор 1 после извлечения ограничительных планок 2 и waриков 5 выемки 20, в кот6рые вставляются ограничительные планки 2, кроме того, показаны шлицы 8, обеспечивающие частичное прохождение шариков несущего ряда 6 шариков, а также дорожка 21 качения для отводящего ряда 7 шариков. Как показано на фиг, 14 и 15, на концах выемок 20, а именно рядом с концевыми поверхностями 22 выемок 20 соосно с дорожками 21 качения расположены имеюсцие форму желоба наклонные поверхности 23 для заполнения шариками сепаратора На фиг. 19 показано заполнение сепаратора шариками. Заполнительная труба 24 насаживается на сепаратор, в результате чего она располагается приблизительно на продолжении наклонной заполнительной п6верхности 23. При этом верхнее имеющее форму горшка фиксирующее кольцо t9 сня- . то, а нижнее имеющее также форму горшка, фиксирующее кольцо находится в. рабочей позиции относительно ограничительных пластин 2, Т.к. верхнее фиксирующее кольцо отсутствует ограничительная планка 2 может быть переведена в наклонное положение, в результате чего она обеспечивает . ввод шариков 5 в полость сепаратора Перевод ограничительной планки 2 в наклонное положение происходит вследствие того, что ограничительные поверхности 25 и 26 выемки 18 выполнены параллельными друг другу или что материал сепаратора 1780567 15 на с сепаратором с помощью винта 42 с 25 35 45 55 1 является настолько упругим, что обеспечивается возможность принудительного извлечения ограничительных планок 2. Ввод шариков 5 в дорожку 21 качения отводящего ряда шариков дополнительно. 5 облегчается за счет того, что на внутренней стороне ограничительной планки 2 (см, фиг. 18 и 19) выполнен скос 27. Заполнение сепаратора 1 шариками возможно также в том случае, если длина ограничительной планки 2 равна ширине прямолинейных участков 10 дорожки качения несущих рядов шариков. В этом случае необходимо расположить наклонные поверхности 23 и скосы 27 соосно тому или иному прямолинейному участку 10 дорожки каче ния несущего ряда шариков. На фиг, 20 показана шариковая втулка, сепаратор которой выполней в форме частичного кольца, à вал 28 поддерживается станиной 29. Установленные на концах се. паратора 1 фиксирующие кольца 19 также" выполнены в форме частичного кольца. С целью исключения проникновения грязи в область расположения шариков втулка снабжена уплотнением. На фиг. 21 показаны закрывающие шайбы 20, представляющие собой кольцевые .уплотнительные элементы, которые удерживаются на сепараторе с помощью фиксирующих колец 19 и прилегают к валу уплотнительной манжетой. Уплотнительные элементы (фиг. 22-25) имеют базовое тело 30 и уплотнительный язычок 31. Уплотнительный язйчок 31 прилегает к валу. Базовое тело 30 уплотнительного элемента 20, как показано на фиг. 23-25, устайавливается в кольцевой выемке 32 концевой поверхности 33 сепаратора 1, которая образована ориентированной в осевом направлении поверхностью 34 и радиальной поверхностью 35, а на концах ограничена концевыми пластинами 36, Базовое тело 30 размещено с осевым зазором между ориентированной в осевом направлении поверхностью 34 сепаратора 1 и ориентированной в осевом направлении поверхностью 37 прилегающего к концевой поверхности 38 фиксйрующего кольца 19. Диаметр выемки 32 больше диаметра базового тела 30, что обеспечивает установку уплотнительного элемента в выемке с зазором. Этот радиальный зазор необходим для того, чтобы обеспечить совмещение уплотнительного элемента с изменившейся геометрией при угловом смещении вала 28 относительно сепаратора 1. Проворот уплотнительных элементов 20 предотвращается с помощью выступов 39, размещенных в отверстиях 40 (см, фиг. 22 и 23). Отверстия 40 выполнены с диаметром превышающим ширину выступов 39, в результате чего между стенкой отверстия и уплотнйтельным элементом имеется радиальный зазор. На фиг. 22 показано расположение.выступов в уплотнительном элементе. Выступы расположены в концевых областях уплотнительных элементов, т,е. вблизи опорной станины 29. Кроме того. высота выступа 39 больше осевой толщины того или иного базового тела 30, Внутренняя сторона основания 41 фиксирующего кольца 19 прилегает к поверхности выступа 39 и соединепотайной головкой, который ввинчен в выступ 39; T.ê. осевая высота выступа 39 больше осевой толщины базового тела 30, то при сильной затяжке винта 42 базовое тело 30 не заклинивается между поверхностями выемки. Сохраняется также радиальный. зазор уплотнительного элемента. Периферийная фиксация кольцевых уплотнительных элементов может осуществляться с помощью выступов 43 кольцевых уплотнительных элементов относительно концевых пластин 36, Уплотнение шариковой втулки, кроме кольцевых уплотнительных элементои, производится еще и с помощью уплотнительных планок 44 с одной корневой частью 45 и одной прилегающей к валу 28 язычковой частью 46. Корневая часть 45 вставлена в проходящий в осевом направлении и открытый радиально внутрь паз 47 сепаратора 1. На концевых участках пазов 47 выполнены расширения е, в результате чего образованы опорные плечи 48 (фиг. 26). На корневых частях 45 уплотнительных планок 44 выполнены выступы 49, которые прилегают к опорным плечам 48, и продольные уплотнительные планки 44 имеют на концах участки 50 с постоянным профилем, расположенные за выступами и прилегающие к уплотнительным элементам, в результате чего обеспечивается полное уплотнение промежуточного пространства между валом 28 и сепаратором 1, На фиг. 27 показана продольная уплотнительная планка 44 перед монтажом. В осевом направлении вне выступов 49 на обоих концах планки 44 расположены элементы 51 с захватами, которые при монтаже продольных уплотнительных планок 44 позволяют растягивать расположенные между выступами 49 участки таким образом, что выступы 49 предварительно смещаются через плечевые поверхности 48 и могут крепиться на них. После монтажа элементы 51 с захватами отделяются, 1780567 На фиг. 28 показана ограничительная планка 2. внешняя поверхность которой содержит центральнь1й прямолинейный участок 52, к которому примыкает осевой прямолинейный продольный участок 53, со- 5 единенный с центральным участком плавной закругленной линией с радиусом кривизны gl. Продольный участок 52 образует с участком 53 угол а =35 . 3а счет выполнения центрального уча- 10 стка прямолинейный прижим к отверстию подшипника значительно уменьшается, что приводит к уменьшению износа. Внешняя поверхность ограничительных планок выполнена закругленйой с ради- 15 усом, соответствующим радиусу отверстия подшипника, в результате чего обеспечивается прилегание ограничительных пластин в области центрального продольного участка 52 к отверстию корпуса подшипника. 20 Формула изобретения 1. Частично кольцевая линейная Шари; ковая втулка, содержащая сепаратор с до- 25 рожками качения в виде рабочих и возвратных прямолинейных параллельных каналов, соединенных дугообразными участками и с пазами, в которых установлены ограничительные планки с беговыми дорож- 30 ками на вйутренней йоверхности, идентичными беговыми. дорожками сепаратора, фиксирующие кольца, расположенные по торцам сепаратора, и кольцевые уплотнительные элементы,. содержащие корневую 35 часть и язычковую, упруго прилегающую к валу, отличающаяся тем, что она снабжена средством фиксации от проворота кольцевых уплотнительных элементов. 2, Втулка по и 1., отличающаяся тем, что кольцевые уплотнительные элементы установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении, 3, Втулка п о и. 1, отличающаяся тем, что в торцах сепаратора выполнены кольцевые пазы под кольцевые уплотнительные элементы. ограниченные снаружи фиксирующими пальцами. 4. В тулка по и, 3, отличающаяся тем, что стенка паза сепаратора выполнена по меньшей мере с выступом, а в уплотнительном элементе выполнено отверстие, в котором размещен упомянутый выступ. 5. Втулка по и. 4, отличающаяся тем, что высота выступа превышает толщину кольцевого уплотнительного элемента, а фиксирующее кольцо установлено с возможностью контакта его внутренней поверхн ости с выступ.ом, 6. Втулка по й. 5, отличающаяся тем, что фиксирующее кольцо соединено с кулачком сепаратора с помощью винта. 7. Втулка по пп. 1-3; о т л и ч а ю щ а яс я тем, что ограничительные планки установлены с возможностью контакта с концом кольцевых уплотнительных элемейтов. 8. Продольная уплотнительная планка для линейной шариковой втулки по пп, 1-7, отличающаяся тем, что на ее концах выполнены выступы, а участки, расположенные за этими выступами, выполнены в виде съемных элементов с захватами. 1780567 47иг.Г г -О. 07 -О. 18 - l. 45 - l. 60 R 2.2 - l. 50 У PÜà 7 Ю-8 i780567 R 2,О4 R 2.11 R 2.27 R 2.27 0 2.27 R 2.27 1780567 1780567 17805б7 1780567 )780567 1780567 Составитель И.Теравская Техред М,Моргентал Корректор M,Màêcèìèøèíåö Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4446 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
