DE2304250B2 - Huelse zum befestigen von maschinenelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine keilförmige, geschlitzte Hülse zum Festklemmen eines Maschinenelements auf einer Welle oder in einer Bohrung, die zwischen der Wellenoberfläche oder der Bohrungswand oder der Oberfläche des Maschinenelements begrenzt axial verschiebbar ist, wobei Maschinenelement und Hülse derart ineinandergreifen, daß sie in entspanntem Zustand der Hülse eine zusammenhängende Montage einheit bilden und die der Hülse zugewandte Oberfläche des Maschinenelements wenigstens teilweise um den Umfang umlaufende, in einer Radial-Ebene liegenden Nuten bzw. Aussparungen mit senkrecht zur Längsachse der Welle angeordneten Stirnflächen aufweist.

Eine derartige Hülse ist aus dem DT-Gbm 71 31 568 bekannt. Die bekannte Hülse befindet sich vollständig innerhalb des Maschinenelements und ist von außen nicht zugänglich, und die Spannung der Hülse erfolgt mit Hilfe von Schrauben, die parallel zur Achse der Welle in das Maschinenelement eingeschraubt sind und die Hülse in Axialrichtung verschieben. Die Schrauben stellen ein zusätzliches Bauteil dar, das nicht nur den Herstellungsaufwand vergrößert, sondern auch beim Transport verloren gehen kann. Im übrigen erfordern sie eine Mindestdicke der Hülse auf der stärkeren Seite, die eine ausreichende Angriffsfläche für die Schrauben bietet. Weiterhin gestatten die Schrauben nur eine Verschiebung der Hülse in Druckrichtung, nicht jedoch in Zugrichtung zum Lösen der Hülse. Das Lösen der Hülse kann daher Schwierigkeiten bereiten, sofern sie nicht selbsttätig durch die Keilwirkung gelöst wird.

Aus der OE-PS 2 86 718 ist eine keilförmige Hülse bekannt, die das Maschinenelement beidseitig überragt und auf der dünneren Seite einen Flansch aufweist, der von Schrauben durchdrungen wird, die sich gegen das Maschinenelement abstützen und zum Spannen der Hülse dienen. Auch hier sind Schrauben als zusätzliches Bauteil mit den erwähnten Nachteilen erforderlich, und es werden sogar zusätzliche Schrauben zum Blockieren der Hülse auf der Weile im gespannten Zustand vorgeschlagen. Darüberhinaus zeigt diese Patentschrift einige Ausführungsformen, bei denen die Hülse lediglich eingeschlagen und nicht durch Schrauben eingedrückt wird, wobei es sich jedoch nicht um zusammenhängende Montageeinheiten handelt und in jedem Falle auch Arretierungsschrauben zum Festlegen der eingeschlagenen Hülse vorgesehen sind.

Die US-PS 22 28 282 zeigt eine Hülse, die einen Zapfen auf der Außenseite aufweist, der in eine gewindegangförmige Nut in dem Maschinenelement eingreift und ein Fistklemmen der Hülse durch Verdrehen ermöglicht. Zum Einsetzen der Hülse in das Maschinenelement ist eine achsparallele Nut vorgesehen, die in die gewindegangförmige NuI einmündet. Jn diesem Falle handelt es sich nicht um eine zusammenhängende Montageeinheit, so daß die Teile getrennt verpackt und transportiert werden und am Einsatzort zusammengesetzt werden müssen. Dies bereitet insbesondere Schwierigkeiten, wenn Hülsen verschiedener Größe verwendet werden und Verwechslungen der zusammengehörigen Teile vorkommen können. Außerdem erfordert das Verdrehen der Hülse einen Spezialschlüssel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hülse gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, die aus möglichst wenigen Teilen besteht und leicht montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hülse der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hülse entsprechende. wenigstens teilweise um den Umfang umlaufende Rippen bzw. Vorsprünge zum Eingreifen in die Nuten bzw. Aussparungen des Maschinenelements trägt und das außerhalb desselben liegende dickere Ende der Hülse mit einem Flansch zum Aufbringen einer Axialkraft versehen ist.

Eine derartige Hülse hat nicht nur die Vorteile, die eine zusammenhängende Montageeinheit für Transport und Lagerhaltung bietet; vielmehr ist sie, da keinerlei Schrauben oder anderweitige Klemmorgane vorgesehen sind, besonders einfach herzustellen und nach der Herstellung ohne weitere Maßnahmen montagefertig. Das Einschlagen kann auf einfache Weise mit Hilfe eines beliebigen Schlagwerkzeuges erfolgen, während die Hülse beispielsweise mit einem Schraubenzieher ohne Schwierigkeiten herausgezogen werden kann. Spezialwerkzeuge sind daher zur Montage und Demontage nicht erforderlich.

Entsprechend einer vorteilhaften Fortbildung der Erfindung besteht die Hülse aus zwei längsgeteilten Hälften, wobei auf jeder Hälfte nach außen ragende Vorsprünge angrenzend an die Teilungsflächen gegenüberliegend angeordnet sind und in entsprechende, fensterförmige Aussparungen im Maschinenelement eingreifen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fi g. 1 ist eine perspektivische Ansicht von Hülse und Maschinenelement entsprechend der vorliegenden Erfindung in auseinandergenommenen Zustand;

Fig.2 zeigt einen Querschnitt der Anordnung der F i g. 1, die auf einer Welle befestigt ist;

Fig.3 und 4 sind vergrößerte Teildarstellungen in

einer nichtklemmenden und einer klemmenden Stel-

Fig.5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 1 und zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Hülse und des Maschinenelements;

Fig.6 ist ein Querschnitt durch dir Hülse und das Maschinenelement der Fig.5 in zusammengebautem und auf einer Welle befestigten Zustand;

ρ j g 7 zeigt eine ähnliche Ansicht wie F i g. 6, jeduch eine andere Ausführungsform von Hülse und Maschine-

Fig.8 '^{st e}'ⁿ Querschnitt eines mit Hilfe von zwei Hülsen auf einer Welle angebrachten Lagers.

In F i g-1 und 2 ist eine Lagerhalterung 10 gezeigt, die für die Aufnahme einer Oberfläche 11 einer Welle 12 mit einer Mittelachse A vorgesehen ist. Die Lagerhalterung IQ _umfaßt ein Maschinenelement 14 in der Form eines Lagers und eine keilförmige Hülse 16. Die Hülse 16 ist zwischen die Welle und das Lager gekeilt jnd klemmt das Lager auf diese Weise fest auf die Weile, obwohl das Lager erheblich weiter ist als die Welle. Ein nicht näher dargestelltes Bauteil 18 deutet eine Nabe, ein Gehäuse od. dgl- an. An Stelle des in F i g. 1 gezeigten Kugellagers können andere Lager oder andere Maschinenelemente montiert werden.

Das Lager weist einen Innenring 20, einen Außenring 22 und zwischen beiden liegende Kugeln 24 auf, die in einem Käfig 26 gehalten werden. Der Innenring des Lagers weist eine kegelförmige Oberfläche 28 auf, in der eine umlaufende, ringförmige Nut 30 vorgesehen ist.

Die keilförmige oder keilförmige Hülse 16, die im allgemeinen aus Stahl besteht, weist einen Längsschlitz 32 auf, der sich über die gesamte Länge der Hülse erstreckt. Die Hülse kann daher elastisch ausgedehnt und zusammengezogen werden. Sie ist in einem Stück mit einer nach außen vorspringenden Rippe 36 und einem Flansch 34 ausgebildet. Der Flansch 34 befindet sich an einem Ende der Hülse, und die Rippe 36 weist von diesem Flansch aus einen Abstand auf. Die äußere Oberfläche des Bereiches 38 der Hülse, der am weitesten von dem Flansch 34 entfernt ist, ist kegelförmig ausgebildet.

In F i g. 1 ist erkennbar, daß die Hülse 16 - von Hand oder mit einem Hebelwerkzeug - zusammengedrückt und somit in den Innenring des Maschinenelements bzw. Lagers 14 eingefügt werden kann. Wenn die Hülse freigegeben wird und in ihre entspannte Stellung zurückkehrt, wird die innere Rippe 36 lose durch die Nut 30 in dem Innenring aufgenommen. Da die Nut 30 erheblich breiter als die Rippe 36 ist, kann die Rippe in Axialrichtung in bezug auf das Lager .erschoben werden, sich jedoch nicht von diesem lösen, solange sich die Hülse im entspannten Zustand befindet. Lediglich durch erneutes Zusammendrücken der Hülse kann die Rippe aus der Nut und damit die Hülse aus dem Lager entfernt werden. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, daß das Lager mit einer geeigneten Hülse als Einheit verfrachtet und gelagert werden kann, so daß die Handhabung der Teile vereinfacht und Verwechslungen ausgeschlossen werden.

Zur Montage der Lagerung auf einer Welle werden das Lager und die Hülse gemeinsam über die Welle geschoben. Die Hülse liegt in ihrer entspannten Stellung lose auf der Welle 12 und kann leicht auf dieser verschoben werden. Diese Stellung ist in F i g. 3 gezeigt.

Zum Befestigen der Hülse auf der Welle und zum Klemmen des Lagers in seiner Stellung auf der Welle wird die Hülse durch Anwendung von Kraft nach rechts in F i g. 4 in den lnnenrir.g 20 eingedrückt. Während sich die Hülse nach rechts in bezug auf den Innenring in F i g. 4 bewegt, wird sie durch die Keilwirkung zwischen den kegelförmigen Oberflächen der Hülse und des Innenringes zusammengeschoben und geklemmt. Zur gleichen Zeit wird das Lager in bezug auf die Welle geklemmt, da die kegelförmige Hülse in einen Spalt G zwischen den innenring und der Welle gezogen wird, der sich nach rechts (Fig.3 und 4) wegen der Kegelform der inneren Oberfläche 28 des Innenringes verjüngt In der festgezogenen Stellung des Lagers (F i g. 4) weist der Flansch 34 einen geringen Abstand von der radialen Endfläche des Innenringes 20 auf. Daher kann ein spitzes Werkzeug, wie ein Schraubenzieher, in den Spalt zwischen dem Flansch und der radialen Endfläche zum Lösen der Hülse 16 (F i g. 3) und zum Entfernen des Lagers eingeführt werden.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 und 6 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Lagerung 50, die auf die Wellenoberfläche 51 der Welle 52 geklemmt werden soll, ebenfalls ein Maschinenelement in der Form eines Lagers 54 und eine Hülse 56. Das Lager 54 weist einen Außenring 58, einen Innenring 60 und zwischen beiden liegende, reibungsüberwindende Teile, beispielsweise Kugeln oder Rollen auf, die als Kugeln 62 dargestellt sind. Em Käfig 64 hält die Kugeln in der erforderlichen Stellung in dem Lager. Bei dieser Ausführungsform weist der Innenring keine kreisförmige Nut auf, sondern zwei fensierförmige Aussparungen 66,68 im Abstand von 180^c, die sich über einen Teilbereich des Innenringes erstrecken. Die Hülse 56 besteht aus zwei geteilten Hälften 70, 72, die jeweils einen äußeren, halben Flansch 74, 76 und ein Paar von Vorsprüngen 78 im Abstand von den Flanschen aufweisen. Jeder Vorsprung befindet sich am seitlichen Rand der Hälfte, so daß die Vorsprünge auf jeder Hälfte um fast 180° gegeneinander versetzt sind. Die innere Oberfläche des Innenringes 60 weist einen kegelförmigen Bereich 80 auf, der gegebenenfalls die volle Länge einnehmen kann, wie es bei dem Innenring gemäß F i g. 1 bis 4 der Fall ist, und die äußere Oberfläche der Hülse ist ebenfalls kegelförmig ausgebildet, wie bei der Hülse 16. Die Hülse 56 kann zum Einfügen in das Lager zusammengedrückt werden, indem die beiden Hälften an der Verbindungsstelle zusammengepreßt werden, und wenn der Druck auf die Hülse nachläßt, werden die Vorsprünge 28 lose in die Aussparung 66, 68 in dem Innenring aufgenommen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird jeweils ein Vorsprung auf jeder Hülsenhälfte durch die eine Aussparung 66 und der andere Vorsprung auf der anderen Hülsenhälfte durch die Aussparung aufgenommen. Auf diese Weise nimmt jede Aussparung zwei Hülsen-Vorsprünge auf. Eine geteilte Hülse mit Vorsprüngen entsprechend der Hülse 56 kann gewünschtenfalls in Verbindung mit einem Lager verwendet werden, das einen Innenring mit einer Nut wie der Innenring 20 gemäß F i g. 1 aufweist.

Wie bei der ersten Ausführungsform kann die Hülse 56 als Einheit mit dem Lager 54 verpackt und gelagert verden, und die beiden Hülsenhälften bleiben im Eingriff mit dem Lager, wenn sich die Hälften in der entspannten Stellung befinden. Wie bei der ersten Ausführungsform können die beiden Hülsenhälften zwischen dem Innenring und der Welle angebracht werden und halten das Lager auf der Welle fest.

Sowohl die Ausführungsform nach F i g. 1 bis 4 als auch die Ausführungsform nach F i g. 5 und 6 beziehen sich auf Lageranordnungen, bei denen das Lager auf

einer Welle befestigt ist. Bei Konstruktionen der dargestellten Art wird im allgemeinen eine Nabe oder ein Gehäuse durch den Außenring aufgenommen, und die Nabe und das Gehäuse können auf dem Außenring in derselben Weise befestigt werden wie der Innenring auf der Welle. Alternativ kann der Außenring lediglich auf eine Klemmoberfläche der Nabe oder Bohrung geklemmt werden, wie F i g. 7 zeigt.

Ein Lager 100 befindet sich auf einer Welle 101. Das Lager weist einen Innenring 102 auf, der durch die Welle aufgenommen wird, und einen Außenring 103, sowie Kugeln 104, die zwischen beiden in einem Käfig 105 gehalten werden. Das Lager und die Welle befinden sich in einer Bohrung 106 eines Gehäuses 107. Das Lager 100 ist in der Bohrung mit Hilfe einer Hülse 108 befestigt. Die Hülse 108 weist einen kegelförmigen inneren Oberflächen-Bereich 109 auf, und der Außenring 103 besitzt einen äußeren Oberflächen-Bereich 110, der in komplementärer Weise kegelförmig ausgebildet ist. Die Hülse weist am Ende einen Flansch Ul sowie im Abstand dazu eine Rippe 112 zum Festhalten der Hülse auf. Beide erstrecken sich von der inneren Oberfläche der Hülse nach innen, und die Rippe 112 zum Festhalten der Hülse wird lose durch eine Nut 113 auf der äußeren Oberfläche des Außenringes gehalten. Die Hülse weist einen nicht gezeigten Schlitz auf, der sich über die gesamte Länge der Hülse erstreckt, wie der Längsschlitz 32 der Hülse 16.

Die Hülse kann durch Aufbringen eines Druckes an zwei Punkten gedehnt werden. Die gedehnte Hülse kann über den Außenring geschoben werden, bis die Rippe 112 in die Nut 113 eingreift. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck von der Hülse entfernt, so daß diese in die entspannte Stellung zurückkehrt. In der entspannten Stellung wird die Rippe 112 in der Nut 113 festgehalten. Wenn die Hülse 108 zwischen die Bohrung 106 und den Außenring 103 des Lagers gedrückt wird, wird das Lager in der Bohrung festgeklemmt.

Das Lager 100 und die Hülse 108 können im zusammengefügtem Zustand verfrachtet und gelagert werden, und die beiden Teile werden so lange zusammengehalten, wie sich die Hülse in entspanntem Zustand befindet.
Der Innenring und der Außenring eines Lagers können auf einer Welle und in einer Bohrung mit Hilfe von Hülsen festgeklemmt werden, wie es in F i g. 2 und 7 gezeigt ist. Mit anderen Worten, eine Hülse mit einer nach außen ragenden Rippe kann in eine Nut in der inneren Oberfläche des Innenringes eines Lagers eingreifen, und eine Hülse mit einer nach innen ragenden Rippe kann in eine Nut auf der äußeren Oberfläche des Außenringes desselben Lagers eintreten. Die zuvor zusammengefügte Einheit aus Lager und Hülse wird lose in eine Bohrung eingefügt und lose von einer Welle in dem Lagerinnenring aufgenommen. Wenn die innere Hülse eingedrückt wird, wird der Innenring des Lagers auf der Welle festgeklemmt. Wenn die äußere Hülse eingedrückt wird, wird der Außenring des Lagers fest in die Bohrung geklemmt.

In einigei. Fällen, in denen größere Belastungen auftreten, kann es vorteilhaft sein, ein Lager auf einer Welle mil Hilfe von zwei entgegengesetzten kegelförmigen Hülsen festzuklemmen, wie es in Fig.8 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Rollenlager 118 mit einem Innenring 120, Außenringen 122a, 122b und zwei Reihen von Rollen 124a, 124b auf einer Welle 126 angebracht. Das Lager 118 ist in dem Gehäuse 127 durch eine Mutter 127a festgelegt. Die beider keilförmigen Hülsen 128a, 128b, die beide der keilförmigen Hülse 16 gemäß F i g. 1 entsprechen eri'recken sich von gegenüberliegenden Seiten aus zwischen die abgeschrägten Oberflächen 129a, 129b des Innenringes 120 und die Welle 126. Beide Hülsen 128a 1286 weisen am Rand liegende und nach innen versetzte Flansche und Rippen 130 und 132 auf. Die nach inner versetzten Rippen 132 greifen in Nuten 134, 136 de; Innenringes ein. Die beiden keilförmigen Hülsen sine mit dem Lager 118 auf dieselbe Art verbunden wie di< Hülse 16 mit dem Lager 14, so daß die drei Teile al; Einheit verfrachtet und gelagert werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Keilförmige, geschlitzte Hülse zum Festklemmen eines Maschinenelements auf einer Welle oder S in einer Bohrung, die zwischen der Wellenoberfläche oder der Bohrungswand und der Oberfläche des Maschinenelemente begrenzt axial verschiebbar ist, wobei Maschinenelement und Hülse derart ineinandergreifen, daß sie in entspanntem Zustand der Hülse eine zusammenhängende Montageeinheit bilden und die der Hülse zugewandte Oberfläche des Maschinenelements wenigstens teilweise um den Umfang umlaufende, in einer Radialebene liegende Nuten bzw. Aussparungen mit senkrecht zur Längsachse der Welle angeordneten StirnPächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16...) entsprechende, wenigstens teilweise am den Umfang umlaufende Rippen bzw. Vorspränge (36...) zum Eingreifen in die Nuten bzw. Aussparungen (30...) des Maschinenelements (14...) trägt und das außerhalb desselben liegende dickere Ende der Hülse mit einem Flansch (34...) zum Aufbringen einer Axialkraft versehen ist.

2. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei längsgeteilten Hälften (70, 72) besteht, wobei auf jeder Hälfte nach außen ragende Vorsprünge (78) angrenzend an die Teilungsflä'chen gegenüberliegend angeordnet sind und in entsprechende, fensterförmige Aussparungen (66, 68) im Maschinenlement (60) eingreifen