Die vorliegende Erfindung betrifft ein napfförmiges, federndes Element zum toleranzausgleichenden Zusammenbau von Wälzlagern und Wellen, einen Zuschnitt zur Herstellung des federnden Elementes aus Federstahlblech und eine in Wälzlager gelagerte Welle mit mindestens einem solchen Element.
Es ist ein elastisches Element zum toleranzausgleichenden Einbau von Lagern in Gehäuse oder dergleichen bekanntgeworden, die aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind und deren Lagersitze mit einem grossen Toleranzfeld ohne besondere Feinbearbeitung hergestellt werden. Dieses elastische Element schafft einen Ausgleich der durch Bearbeitung und Erwärmung entstehenden Lagerspiele und stellt geringe Anforderungen an die Qualität der Lagersitzbohrung. Es ermöglicht ferner den axial fixierten Einbau des Lagers in eine glatte Durchgangsbohrung ohne besondere Gestaltung derselben und ohne zusätzliche Elemente.
Dieses napfförmige Federelement kann serienmässig hergestellt werden, während von seiten des Gebrauchers jeweils eine zweckentsprechende Durchgangsbohrung ohne besondere Gestaltung derselben erstellt wird, um anschliessend ein normiertes Lager, z.B. in Form eines Kugellagers, dessen Aussenring mit dem elastischen Element versehen wird, in diese Durchgangsbohrung einzuschieben. Bei diesem Lager ist der Innendurchmesser des Innenringes ebenfalls eine normierte Grösse, auf welche der zu lagernde Wellenzapfen passt. (DE-OS 3 338 507)
Es ist ebenfalls eine Befestigung für Wälzlager-Innenringe auf einer Welle mittels mindestens einem verschiebbaren Klips bekanntgeworden, dessen eines Ende in einer Nut im Mantel des Innenringes angeordnet ist. Diese Befestigung erlaubt durch ihre geometrische Gestaltung ein sicheres Verspannen der Welle und des Innenringes mittels Klipsen. Diese Befestigungsart ist kompliziert und nicht narrensicher, da u.a. die Bedingung der Gleichachsigkeit von Wälzlager und Welle genaueste Montagearbeit erfordert. (DE-OS 2 249 906)
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines federnden, in Massenproduktion herstellbaren Elementes zum toleranzausgleichenden Zusammenbau von Wälzlagern und Wellen, die vorzugsweise als normierte Teile marktgängig sind, deren Toleranzen aber zu einem direkten Zusammenbau nicht aufeinander abgestimmt sind. Das erfindungsgemässe Element ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Zuschnitt zur Herstellung eines federnden Elementes,
Fig. 2 ein zum federnden Element geformter Zuschnitt nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt gemäss Schnittlinie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 3 durch ein zwischen Lager und Welle montiertem Element gemäss Fig. 3,
Fig. 5 die Frontansicht einer Keilwelle,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Getriebekasten mit Verwendung erfindungsgemässer napfförmiger federnder Elemente zwischen Wälzlagern und Keilwellen.
Fig. 1 zeigt einen Federstahlblechzuschnitt 1 mit einer mittigen \ffnung 2 und einem scheibenförmigen Mittelteil 3, von welchem sternförmig Arme 4 abstehen. Normalerweise beträgt die Anzahl dieser Arme 4 bis 8. Ihre Länge verhält sich zur Breite beispielsweise wie 4:1, was erlaubt, sie zu einem napfförmigen federnden fertigen Element 9 zu formen. Zu diesem Zwecke werden die Arme 4 zu S-förmigen Armen 10 gebogen, deren mittlerer Abschnitt in nicht montiertem Zustande in Fig. 3 einen konischen Teil 11 und einen zylindrischen Teil 12 aufweist. Die freien Enden der Arme 4 sind zu Endzungen 13 gebogen, welche gegenüber dem Mittelteil 3 etwas aus dessen Parallelebene gegen den Teil 3 hin angebogen sind.
Fig. 4 zeigt ein derartiges formgerechtes Element 9 in Gebrauchslage zum toleranzausgleichenden Zusammenbau eines Wälzlager-Innenringes 15 und eines Wellenendes 16. Bei einem in Fig. 6 dargestellten Anwendungsbeispiel ist das Wellenende 16 als Keilwellenende 18 (Fig. 5) ausgebildet. Die Wellenenden 18 sind mit einer Gewindebohrung 19 versehen, die es ermöglicht, durch die mittige \ffnung 2 einen Abzugsteil einzuschrauben und damit die Welle aus dem gegenüberliegenden federnden Element 9 herauszuziehen.
In der Schnittdarstellung durch einen Getriebekasten gemäss Fig. 6 sind die entsprechenden Teile, welche hier im Sinne der Fig. 1 bis 5 zur Anwendung kommen, ersichtlich. Dabei ist hervorzuheben, dass die Innendurchmesser der Wälzlager-Innenringe 15 normiert sind, ebenso die Innendurchmesser Di von Keilwellen im Sinne der Fig. 5. Die Toleranzmasse der Innendurchmesser in Wälzlager-Innenringen sind nicht auf die Toleranzmasse Di derartiger Keilwellen abgestimmt, so dass deren Zusammenbau ohne die dargestellten federnden Elemente spielfrei nicht möglich ist. Diese Elemente 9 gemäss der Erfindung ermöglichen nun trotzdem einen korrekten Zusammenbau der beiden an und für sich normierten Teile in Form des Wälzlagers und der Welle, insbesondere Keilwelle.
Dies ermöglicht die Herstellung beispielsweise von Zahnradgetrieben, wie sie in Fahrzeugen üblich sind, auf billige Art und Weise, da es sich sowohl bei den Wälzlagern als auch bei den Keilwellen 18 um normierte, jedoch bezüglich Normierung nicht zusammenpassende Teile handelt. Es ist also möglich, ohne jegliche Bearbeitung der Wellen- bzw. der Keilwellenenden, einen zweckdienlichen Zusammenbau mit normierten Lagern zu erreichen, was bezüglich Wirtschaftlichkeit sehr erwünscht ist. Der Zusammenbau erfolgt auf einfachste, narrensichere Weise, und das formgerechte Element 9 sichert, wie aus Fig. 6 hervorgeht, auch die axiale Fixierung der Welle und erübrigt damit deren genaue Bearbeitung bezüglich Längenabmessung.
The present invention relates to a cup-shaped, resilient element for the tolerance-compensating assembly of rolling bearings and shafts, a blank for producing the resilient element from spring steel sheet and a shaft mounted in rolling bearings with at least one such element.
It has become known an elastic element for the tolerance-compensating installation of bearings in housings or the like, which are composed of several parts and whose bearing seats are manufactured with a large tolerance field without special finishing. This elastic element compensates for the bearing play caused by machining and heating and places low demands on the quality of the bearing seat bore. It also enables the axially fixed installation of the bearing in a smooth through hole without special design of the same and without additional elements.
This cup-shaped spring element can be mass-produced, while the user creates a suitable through-hole without special design in order to subsequently create a standardized bearing, e.g. in the form of a ball bearing, the outer ring of which is provided with the elastic element, to be inserted into this through hole. With this bearing, the inner diameter of the inner ring is also a standardized size, on which the shaft journal to be supported fits. (DE-OS 3 338 507)
A fastening for rolling bearing inner rings on a shaft by means of at least one displaceable clip has also become known, one end of which is arranged in a groove in the casing of the inner ring. Thanks to its geometrical design, this fastening allows the shaft and the inner ring to be securely clamped using clips. This type of attachment is complicated and not foolproof because, among other things, the condition of coaxiality of the rolling bearing and shaft requires the most precise assembly work. (DE-OS 2 249 906)
The present invention aims to create a resilient, mass-producible element for tolerance-compensating assembly of rolling bearings and shafts, which are preferably marketed as standardized parts, but whose tolerances are not coordinated with each other for direct assembly. The element according to the invention is characterized in claim 1.
An embodiment of the subject matter of the invention is subsequently explained with reference to a drawing.
Show it:
1 shows a blank for producing a resilient element,
FIG. 2 shows a blank according to FIG. 1 shaped into a resilient element, FIG.
3 shows a section along section line III-III of FIG. 2,
4 shows a section analogous to FIG. 3 through an element according to FIG. 3 mounted between the bearing and the shaft, FIG.
5 shows the front view of a spline shaft,
Fig. 6 shows a section through a gear box using cup-shaped resilient elements according to the invention between roller bearings and spline shafts.
1 shows a spring steel sheet blank 1 with a central opening 2 and a disk-shaped central part 3, from which arms 4 protrude in a star shape. The number of these arms is normally 4 to 8. Their length is, for example, 4: 1 in relation to the width, which allows them to be shaped into a cup-shaped resilient finished element 9. For this purpose, the arms 4 are bent into S-shaped arms 10, the central section of which in the unmounted state in FIG. 3 has a conical part 11 and a cylindrical part 12. The free ends of the arms 4 are bent into end tongues 13, which are bent towards the central part 3 somewhat from its parallel plane towards the part 3.
Fig. 4 shows such a form-fitting element 9 in the position of use for the tolerance-compensating assembly of a rolling bearing inner ring 15 and a shaft end 16. In an application example shown in Fig. 6, the shaft end 16 is designed as a spline end 18 (Fig. 5). The shaft ends 18 are provided with a threaded bore 19, which makes it possible to screw in a trigger part through the central opening 2 and thus to pull the shaft out of the resilient element 9 located opposite.
6 shows the corresponding parts, which are used here in the sense of FIGS. 1 to 5. It should be emphasized that the inner diameters of the inner race 15 of the roller bearings are standardized, as are the inner diameters Di of spline shafts in the sense of FIG without the resilient elements shown is not possible without play. These elements 9 according to the invention now nevertheless enable a correct assembly of the two parts, which are standardized per se, in the form of the roller bearing and the shaft, in particular spline shaft.
This makes it possible, for example, to produce gear transmissions, as are common in vehicles, in a cheap manner, since both the rolling bearings and the spline shafts 18 are standardized parts which, however, do not match in terms of standardization. It is therefore possible to achieve a suitable assembly with standardized bearings without any machining of the shaft or spline ends, which is very desirable in terms of economy. The assembly is carried out in the simplest, foolproof way, and the form-fitting element 9, as can be seen from FIG. 6, also secures the axial fixation of the shaft and thus makes it unnecessary to process it precisely with regard to the length dimension.