DE1959555A1

DE1959555A1 - Maschinenelement

Info

Publication number: DE1959555A1
Application number: DE19691959555
Authority: DE
Inventors: Hallerbaeck Stig Lennart
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-11-27
Publication date: 1970-08-27
Also published as: SE346843B; FR2024573A1; GB1294350A

Description

Dipl.*lng. W* Beyer Dipl.-Wirtsch.-ing.B*Jochem

6000 Prankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Stiraße l

Aktiebolaget Svenska Kullagerfabriken Göteborg / Schweden

Maschinenelement

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No. 16 3o7/68 vom 29. November 1968

Die Erfindung betrifft ein zur Montage unter Spannung bestimmtes Maschinenelement, bestehend aus einem vorzugsweise metallischen Grundteil und einem damit fest verbundenen elastischen Körper, z.B. aus Gummi oder einem ähnlichen Material.

Durch eine Verbindung von Gummi oder einem Gummiersatzstoff und Metall gebildete Maschinenelemente zeigen sich in vielen Anwendungen sehr nützlich, beispielsweise in vibrations- oder schalldämpfenden Konstruktionen oder auch im Falle von Dichtungen. Nicht in allen Fallen ist es jedoch bisher gelungen, Maschinenelemente aus Metall und Gummi

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nutzbringend einzusetzen* wobei hier insbesondere an eifte sichere Lagerung der Teile radial ineinander gedacht j Im Lichte der Erfindung gesehen, dürften die meisten Ve in dieser Richtung daran gescheitert sein, daß beim Einspännen und gegenseitigen Verspännen deir Teile das elastische Material beim Zusammendrücken zum Zwecke der Montage nicht genügend Möglichkeiten zum Ausweichen hatte*

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für an Einspann nungen teilnehmende Maschinenelemente der eingangs genannten Zusammensetzung einen Grundaufbau· zu schaffen, welcher dem elastischen Material die Möglichkeit gibt, unter einem bestimmten Einspanndruck auszuweichen.

Die vorstehende Aufgabe wird erfiridürigsgemäß dadurch gelostj daß sich der elastische Körper mit Fortsätzen dutch Löcher im Gründteil hindurch bis auf dessen gegenüberliegende Sei^ te erstreckt und die Fortsätze dort wenigstens teilweise zu bei der Montage unter Zurückdrähgung von elastischem Material durch die Löcher zusammendrückbaren Kissen vereinigt sind*

Für die Herstellung des erfinduhgsgemäßen Maschinenelementes war es notwendig, ein neues Herstellungsverfahren zu entwickeln, da sich zeigte, daß sich das elastische Material, z.B. Gummi, nicht nacheinander durch zwei Spritzvorgänge auf beiden Seiten des Grundteiles aufbringen ließ. Durch die Hitze wahrend des zweiten Spritzvorganges wurde nämlich regel mäßig der im ersten Arbeitsgang gespritzte Gummi beschädigt oder, zerstört. Der geschilderte Nachteil lässt sich jedoch vermeiden, wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das Maschinenelement in der Weise gefertigt wird, daß zunächst das Grundteil gelocht wird, dieses dann in eine die äusseren umrisse des elastischen Körpers bestimmende Form eingelegt wird, darauf in einem einzigen Gieß- oder

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Spritzvorgang der elastische Körper mit seinen Ausbildungen zu beiden Seiten des Grundteils hergestellt wird und schließlich das Verbundwerkstück der Form entnommen wird.

Der mit dem neuen Maschinenelement erzielte technische Portschritt knüpft an das genannte Merkmal an, daß die Gummiausbildungen auf beiden Seiten des metallischen Grundteiles durch darin angebrachte Löcher in Verbindung stehen, so daß das nachgiebige Material unter Druck durch die Löcher hindurch auf die andere Seite des Grundteiles ausweichen kann und auf demselben Wege nach Entlastung wieder hervordrängt. Dabei bestimmten Material, Form und Grosse der Löcher die bei der Montage zur Zurückdrängung des Gummis bzw. danach von diesem auf ein zu haltendes Maschinenteil ausgeübte Kraft.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 axiale Schnitte durch ein gemäß der Erfindung ausgeführtes Lagergehäuse für ein Wälzlager,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch das mit einer - Dichtung ausgeführte Lagergehäuse nach Fig. 1 bis 4 mit einem darin montierten Wälzlager,

Fig. 6 im Axial schnitt einen erfindungsgemäß

gefertigten Dichtungsring und .

Fig. 7 den Dichtungsring nach Fig. 6 nach dem

Einbau an einer Lagerstelle.

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Im einzelnen ist in den Fig. 1 bis 4 ein Lagergehäuse gezeigt, welches aus einem metallischen Grundteil 1 und einem fest mit diesem verbundenen gummielastischen Körper 2 besteht. Das Lagergehäuse ist zur Aufnahme eines Wälzlagers, z.B. eines Ringrillenlagers oder auch eines Rollenlagers, bestimmt. Ein äußerer Laufring 3 eines Ringrillenlagers ist in Fig. 4 angedeutet. Das aus Gummi und Metall bestehende Lagergehäuse, dessen Gesamtaufbau am besten aus Fig. 5 hervorgeht, hat den Zweck, eine schwingungs- und schallgedämpf— te Lagerstelle an einer hier nicht im einzelnen gezeigten Maschine oder Vorrichtung zu bilden,

Bei der Fertigung des Lagergehäuses nach Fig. 1 bis 4 wird so vorgegangen, daß zunächst die zylindrische Umfangswand des metallischen Grundteils 1 mit einer umlaufenden Vertiefung 4 mit geneigten Seitenwänden geformt wird. Dann werden auf dem Grunde der Vertiefung über den Umfang verteilt Löcher

5 angebracht. Im Anschluß daran legt man das Grundteil 1 in eine dem Fachmann wohL-^bekannte Form, in die auch ein Kern

6 mit einer der Vertiefung 4 gegenüberliegenden umlaufenden Nut 7 eingesetzt wird. Die Seitenflanken 8 der letzteren laufen radial nach aussen schräg auseinander. In die Form mit Grundteil 1 und Kern 6 wird heiße Gummimasse eingespritzt, so daß sich der Körper 2 formt. Gummimasse dringt auch durch die Löcher 5, was in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet wird,und bildet dann auf der Innenseite des Grundteils 1 zwischen diesem und dem Kern 6 ein umlaufend zusammenhängendes Kissen ' 9, welches auch nach dem Erkalten des Gummis durch die Löcher 5 mit dem Hauptteil des elastischen Körpers 2 ausserhalb des Grundteils 1 in Verbindung steht. Nachdem dann das Verbundwerkstück aus der Form genommen worden ist, kann der Kern 6 in axialer Richtung, wie in Fig. 2 gezeigt, herausgezogen werden. Dieser Vorgang wird erleichtert durch die geneigten Seitenflanken der umlaufenden Nut 7, durch welche auf das

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innere Gummikissen 9 eine radiale Kraftkomponente entsprechend den in Fig. 2 angedeuteten Pfeilen ausgeübt wird, welche einen Teil des Gummis durch die Löcher 5 nach aussen zurückschiebt. Nach dem Herausziehen des Kernes drängt der nach aussen zurückgedrückte Anteil des Gummis wieder nach innen (Siehe Pfeile in Fig. 3), und das Kissen 9 nimmt wieder durch das Grundteil 1 und den Kern 6 vorbestimmte Form ein.

Wird in das fertige Lagergehäuse ein Wälzlager eingesetzt, dessen äusserer Laufring 3 entsprechend Fig. 4 mit dem Grundteil 1 eine Passung bildet, so muß zwangsläufig der nach innen über den Innendurchmesser des Grundteils 1 hervorstehende Teil des Kissens 9 in die Vertiefung 4 zurückgedrückt werden, wobei ein entsprechender Anteil des elastischen Materals auch durch die Löcher 5 nach aussen verdrängt wird. Der verformte Gummi übt dann eine radiale Kraft auf den eingesetzten Wälzlagerring aus, wie durch Pfeile in Fig. 4 angedeutet, und die zugehörige Haftreibung hält das Wälzlager zuverlässig an seinem Platz im Lagergehäuse. Wie sich gezeigt hat, lässt sich mithilfe der erfindungsgemässen Ausbildung des Gummikissens 9 auf der Innenseite des Lagergehäuses ein so fester Sitz des Wälzlagers erzielen, daß jede Gefahr eines unbeabsichtigten VerSchiebens oder Kriechens aus der vorgesehenen Lage ausscheidet. Für die Fertigung ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß verhältnismäßig große Toleranzen vorgesehen werden können, so daß die Kosten niedrig bleiben. Im eingebauten Zustand hat das Gummikissen 9 ausserdem nicht nur eine Haltefunktion, sondern auch einen schalldämpfenden Effekt.

In Fig. 5 ist gezeigt, daß mit dem elastischen Körper 2 auch eine Ringdichtung Io verbunden sein kann. Die letztere mag herkömmlicher Ausführung sein; sie bildet nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Der Dichtungsring Io wirkt im

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Beispielsfall mit der im Wälzlager gelagerten Welle 11 dichtend zusammen.

Die Anwendung der Grundsätze der Erfindung auf Dichtungsringe demonstrieren die Fig. 6 und 7. Dabei zeigt Fig. 6 einen Dichtungsring gemäß der Erfindung als Einzelteil, während in Fig. 7 derselbe Ring in montierter Stellung neben einem Wälzlager gezeigt ist.

Der Dichtungsring besteht im einzelnen aus einem ringförmigen Grundteil 12 aus gepresstem Metallblech sowie als eigentlichem Dichtungselement einem Gummiring 13, der mit dem Grundteil 12 fest verbunden ist und hinsichtlich der Dichtungslippe in herkömmlicher Weise gestaltet und mit einer ringförmigen Schraubenfeder 14 versehen sein kann. Aus Fig. 7 ist die dichte Anlage der Gummilippe an eine Welle 15 ersichtlich.

Der Metallring 12 besteht im Querschnitt im wesentlichen aus einem axialen und einem radialen Schenkel. Im Bereich des Scheitels weist er über den Umfang verteilt Löcher 16 auf, durch die hindurch sich ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Lagergehäuses sich auch hier das Material des Gummiringes 13 nach aussen erstreckt und dort ein ringförmiges Kissen 17 mit hakenförmigem Querschnitt bildet. Wie aus Fig. 6 zu ersehen, verringert sich im freien Zustand der Durchmesser des hakenförmig vorspringenden Kissens 17 zu dessen freien Ende hin.

Die Fertigung der Dichtungsringe nach Fig. 6 geschieht folgendermaßen:

Zunächst wird der Metallring 12 in eine Gieß- oder Spritzform eingesetzt, deren Aufbau dem Fachmann geläufig ist. In die Form wird dann heiße Gummimasse eingespritzt und zwar von

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derjenigen Seite, auf welcher sich später der Gummiring 13 befinden soll. Die Gummimasse dringt auch die Löcher 16 im Metallring 12 und bildet auf dessen gegenüberliegender Seite in der entsprechend gestalteten Form das hakenartige Kissen 17.

Die Montage des Dichtungsringes geht aus Fig. 7 hervor. Wie ersichtlich, wird der letztere mit Hilfe des im Profil hakenförmigen Kissens 17 stirnseitig an den äusseren Laufring .18 eines Wälzlagers der Welle 15 angehängt. Zu diesem Zweck hat der Laufring 18 eine der Hakenform entsprechende Eindrehung erhalten. Nach dem Anhängen des Dichtungsringes an den Laufring 18 erstreckt sich der Schaft des hakenförmigen Kissens 17 im we sen ti ich ei achsparallel, so daß sich eine zylindrische Aussenflache ergibt. Der selbsthaltende Eingriff zwischen dem Dichtungsring und dem Wälzlager gestattet es, diese beiden Teile auch vor der Montage der Maschine als Einheit zu behandeln, ein großer Vorteil für die Lagerhaltung und den Zusammenbau.

Entsprechend Fig. 7 ist der äussere Laufring 18 des beispielsweise gezeigten Rollenlagers in einem Lagergehäuse 2o aufgenommen. Die Stärke des hakenförmigen Kissens 17 ist im Verhältnis zu den Maßen der mit ihm zusammenwirkenden Eindrehung im Laufring 18 nun so bemessen, daß der Gummi bei der Montage zwischen der Bohrung des Lagergehäuses 2o und dem äusseren Laufring 18 radial zusammengedrückt werden muß. Wie bei dem oben geschilderten ersten Ausführungsbeispiel, so hat auch hier das elastische Material des Kissens 17 die Möglichkeit, durch die Löcher 18 hindurch zurückzuweichen. Am Ende bildet im montierten Zustand das zusammengedrückte Kissen 17 nicht nur eine Dichtung zwischen Lager und Lagergehäuse, sondern hält auch durch Reibung den äusseren Wälzlagerring zuverlässig an einem vorbestimmten Platz.'

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Es versteht sich von selbst, daß neben weiteren dem Fachmann geläufigen Ausgestaltungen der Erfindung beispielsweise bei dem Lagergehäuse nach Fig. 1 bis 5 auch mehr als eine umlaufende Vertiefung 4 vorgesehen sein können,, wobei dann auch der Kern 6 eine entsprechende Anzahl Nuten 7 aufweist.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

rl.j Maschinenelement, bestehend aus einem vorzugsweise metallischen Grundteil und einem damit fest verbundenen elastischen Körper, z.B. aus Gummi oder einem ähnlichen Material, dadurch gekennzeichnet, daß sich der elastische Körper (2,13) mit Portsätzen durch Löcher (5, 16) im Grundteil (1, 12) hindurch bis auf dessen gegenüberliegende Seite erstreckt und die Fortsätze dort wenigstens teilweise zu bei der Montage unter Zurückdrängung von elastischem Material durch die Löcher (5, 16) zusammendrückbaren Kissen (9, 17) vereinigt sind.
2. Maschinenelement nach Anspruch 1 in Form eines Lagergehäuses oder einer Lagerstelle für ein Wälzlager, d a durch gekennzeichnet, daß das Grundteil (1) ringförmige Gestalt mit wenigstens einer radial nach auswärts bezw. einwärts gerichteten, umlaufenden Vertiefung (4) besitzt, in deren Grund die Löcher (5) angebracht sind, und daß die kissenförmige Ausbildung (9) des elastischen Körpers (2) die Vertiefung (4) ausfüllt und im unmontierten Zustand noch daraus hervorsteht.
3. Maschinenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlichen Innenwände der Vertiefung (4) zu ihrem Grund hin schräg zusammenlaufen.

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4. Maschinenelement nach Anspruch 1 in Form eines neben einem Wälzlager zu montierenden Dichtungsringes, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundteil (12) ringförmige Gestalt mit einem im Querschnitt axialen und einem radialen Schenkel und Löchern (16) im Bereich des Scheitels besitzt, durch welche sich von dem den Dichtungsring bildenden elastischen Körper (13) Portsätze nach ausserhalb der Schenkel erstrecken, wobei die Fortsätze zu einem im Querschnitt hakenförmigen Kissen (17) vereinigt sind $ welcher bei der Montage unter teilweiser Zurückdrängung von elastischem Material durch die Löcher (16)

™ zusammendrückbar ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines Maschinenelementes

nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn ze ic hn et, daß zunächst das Grundteil (1, 12) gelocht wird, dieses dann in eine die äusseren Umrisse des elastischen Körpers (2, 9 bzw. 13, 17) bestimmende Form eingelegt wird, darauf in einem einzigen Gieß- oder Spritzvorgang der elastische Körper mit seinen Ausbildungen zu beiden Seiten des Grund teils (1, 12) hergestellt wird und schließtlich das Verbundwerkstück der Form entnommen wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gele en η ζ ei c h η e t, daß zur Ausbildung eines oder mehrerer innerhalb des Grundteils (1) angeordneter, über Vertiefungen (4) vorstehender Kissen (9) ein Kern (6) in die Form eingelegt wird, der nach der Herstellung des elastischen Körpers (2, 9) unter Zurückdrängung des oder der Kissen (9) in die Vertiefungen (4) und durch die Löcher (5) aus dem ^ Verbundwerkstück (1, 2) herausgezogen wird.

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