DE2429598C3 - Kapselartig ausgebildete Lagereinheit - Google Patents

Description

50

Die Erfindung bezieht sich auf eine kapselartig ausgebildete Lagereinheit mit einem Lagergehäuse mit einer konzentrisch zur Wellenachse liegenden Innen* hülse mit einer darin ausgebildeten Wellenbohrung, in die erforderlichenfalls eine Lagerbüchse oder ein Kugellager einsetzbar ist, und einer konzentrisch zur Innenhülse angeordneten, durch Rippen mit der Innenhülse verbundenen Außenwandung, wobei in den beiden axialen Enden des Lagergehäuses Ausneh- «> mungen ausgebildet sind, die durch Durchgangslöcher zwischen den Rippen axial miteinander in Verbindung stehen, wobei von einem Durchgangsloch ein Ölloch sich zur Wellenbohrung erstreckt, ferner mit wenigstens einem außerhalb eines Endes der innenhülse vorgesehenen Ölschleuderring, an beiden axialen Enden des Lagergehäuses angeordneten Deckeln, einem in die Ausnehmungen, die Durchgangslöcher und das ölloch eingefüllten faserigen Material mit laffinität und einer in wenigstens ejner Ausnehmung zwischen dem ölschleuderring und der Innenhülse angeordneten Druckplatte zur Aufnahme von axialen Lagerkräften,

Diese aus der US-PS 3434765 bekannte Lagereinheit setzt grundsätzlich eine entsprechende vorgeformte Ausbildungdes die Anordnung aufnehmenden Motorgehäuses voraus, indem das Motorgehäuse mit einer von Anbeginn an vorhandenen äußerlich diskontinuierlich gestalteten hülsenförmigen Aufnahmebohrung ausgestattet isc. Sie weist keine eigentlichen, die axialen Kräfte aufnehmenden Mittel auf, da die auf einer Stirnfläche der Innenhülse aufliegende Scheibe lediglich eine Anschlagfläche für den ölschleuderring ist, der zwar in fester Verbindung mit der Welle steht und insofern auch axiale Kräfte aufzunehmen vermag, jedoch in erster Linie der ölrüekführung dient und, was die Aufnahme der axialen Kräfte betrifft, nur eine minimale Wirkung hervorrufen kann. Die bekannte Lagereinheit kann daher nicht als kombiniertes Axial-Radiallager angesehen werden.

Vom Gesichtspunkt einer kassettenartigen Ausbildung des Lagers wird auf die GB-PS 829431 hingewiesen, gemäß der ein nicht integral mit dem Motorgehäuse verbundenes Lagergehäuse vorgesehen ist. Allerdings weist dieses bekannte Lagergehäuse eine Außenwandung auf, die nicht durchgehend kreiszylindrisch gestaltet ist, wodurch ein Austausch gegenüber bekannten Rollenlagern ohne weiteres nicht möglich erscheint. Außerdem muß die bekannte Lagereinheit am Motorgehäuse mittels Schrauben oder dergleichen befestigt werden, so daß, wie die Erfahrung gezeigt hat, die zentrische Lage der einzelnen Lagerteile relativ zur Wellenachse nur sehr grob herzustellen ist. Zwar besitzt das Lager auch eine Druckplatte zur Aufnahme von axialen Lagerkräften, jedoch befindet sich diese Druckplatte zwischen dem faserförmigen Material und einem ölscbleuderring und wird daher kaum in spielfreiem Sitz gehalten. Dieser Umstand bedingt, daß ebenfalls, wie bei der genannten US-PS, die Lageranordnung nur in sehr beschränktem Maße axiale Lagerkräfte aufnehmen kann.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kapselartig ausgebildete Lagereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die, wie herkömmliche Rollenlager, sicher axiale und radiale Lagerkräfte aufnehmen kann und sich gegen solche Rollenlager ohne weiteres austauschen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen Endkanten der Rippen und dem einen mit Preßsitz in der Innenoberfläche der außen durchgehend kreiszylindrisch gestalteten Außenwandung eingesetzten Deckel gehaltene Druckplatte eine ringförmige Einprägung aufweist, gegen die sich ein Druckring abstützt, wobei zur Schaffung einer sicheren Anlage des Druckringes an der Einprägung zwischen dem Druckring und dem ölschleuderring ein Gummiring vorgesehen ist.

Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Lagereinheit ist leicht durchführbar. Die erforderliche Zeit, Arbeit und Erfahrung zum Einsetzen der erfindungsgemäßen Lagereinheit in den Deckel eines Elektromotors oder des Lagergehäuses sind im wesentlichen die gleichen, wie sie zur Durchführung des Zusammenbaus bei Verwendung eines Kugel- und Rollenlagers erforderlich sind. Das Lagergehäuse, in welches

das Lager eingesetzt werden soll, hat einen Innendurchmesser, der dem Innendurchmesser gleich ist, der bei Verwendung eines Kugel- und Rollenlagers benutzt wird, so daß eine leichte Austauschbarkeit gewährleistet ist. Außerdem können in ausreichendem Maße Axialkräfte aufgenommen werden, ohne die Austauschbarkeit zu beeinträchtigen. Das Lagergehäuse kann aufgrund des einfachen Aufbaus leicht durch Formen oder Pressen hergestellt werden, wobei sich das Lager durch eine Lebensdauer auszeichnet, die gleich oder länger als die herkömmlicher Kugeloder Rollenlager ist. Die Breite (Länge in axialer Richtung) des Lagers kann in einem ziemlich weiten Bereich auf jeden gewünschten Wert festgelegt werden, so daß die Menge und Wirkung des Schmiermittels in dem Lager wunschgemäß festgelegt werden kann. Die Lebensdauer des Lagers wird zusammen mit einer guten Schmierung auch dadurch erreicht, daß die Belastung des Lagers auf einen annehmbaren Wert reduziert werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine längs der Linie I-I der Fig. 2 geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lagereinheit,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1, bei welchem einige Teile weggebrochen sind,

Fig. 3 eine Vorderansicht, welche eine Druckplatte darstellt,

Fig. 4 eine Expiosionsdarstellung einer Lagerbuchse,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 7 eine Vorderansicht des anderen Ausführungsbeispiel: der Erfindung, bei welcher einige Teile weggebrochen sind.

Die Fig. 1 und 2 sind ein Längsschnitt bzw. ein Querschnitt, bei welchem einige Teile weggebrochen sind, eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen, kapselartigen Lagereinheit. Diese Lagereinheiten sind symmetrisch an beiden Enden einer Hauptwelle 1 eines Elektromotors vorgesehen. Fig. 1 zeigt die kapselartige Lagereinheit, die an einem Ende (von der Seite gesehen am rechten Ende der Hauptwelle 1) der Hauptwelle 1 angebracht ist. Das linke Lager ist nicht dargestellt. So hat die Hauptwelle 1 eine sogenat;nte Zweipunkilagerung. Mit der Bezugszahl 2 ist eine um den Umfang verlaufende Lagerbüchse eines Gleitlagers bezeichnet. Die Bezugszahlen la, Ib, 11 bzw. 12 in Fig. 4 und 5 bezeichnen eine Weißmetallagerlegierung, stählernes Trägermaterial, eine Ölbohrung bzw. Olhaltenuten. Ein Lagergehäuse 3 kann z. B. aus Zinkspritzguß hergestellt sein. Die Bezugszahl 3/4 bezeichnet die äußere Umfangsfläche des Lagergehäuses 3. In der Mitte des Lagergehäuses 3 ist auf der Achse desselben eine Wellenbohrung 21, in welche die Lagerbuchse oder ein Kugel- und Rollenlager mit Preßsitz eingepaßt ist, durch eine Innenwand 31 konzentrisch zur Achse des Lagergehäuses 3 bestimmt. Ausnehmungen 23 zur Aufnahme von Deckeln 10, einer Druckplatte 6 und dergleichen sind radial ztvischen der Innenwand 31 und einer Außenwand 32 und axial innerhalb beider Enden der Außenwand 32 definiert.

Bei dem in Fig, \ und 2 gezeigten Ausführungsbejspjel bilden die dicht an beiden axialen Enden 33 des Lagergehäuses 3 gelegenen Abschnitte der Ausneh-

mungen 23 fortlaufende ringförmige Ausnehmungen, welche die axial äußeren Abschnitte der Wellenbohrung 21 bilden. Die axial inneren Abschnitte, d. h. die Böden der zwei kreisförmigen Ausnehmungen stehen in axialer Richtung mittels Durchgangslöcher

ίο 25 in Verbindung, die durch Rippen 35 begrenzt sind. Die Anzahl der Durchgangslöcher 25 ist genauso groß wie die Anzahl der Rippen 35.

Ein ölloch 24, das im wesentlichen genauso groß und genauso ausgebildet ist, wie das ölloch 11 in der Lagerbüchse 2, ist in dje Innenwand 31 des Lagergehäuses 3 gebohrt. Die öllöcher 24 sind mit einem faserigen Material 20 mit ölaffinität gefüllt. Ein aus Gummi oder Kunststoff hergestellter ölschleuderring 4 schleudert alles Schmieröl durch Zentrifugalkraft weg, das auf die Hauptwelle 11?;'it, um aus dem Lagergehäuse zu fließen. So wird das ttt in das faserige Material 20 mit der ölaffinität zurückgebracht, wodurch das Herauslecken von öl wirksam verhindert wird. Ein aus einer Stahlplatte hergestellter Deckel 5 ist in die Ausnehmung 23 eingepaßt, um das faserige Material 20 mit der Ölaffinität zu halten, das in dem Zwischenraum im Lagergehäuse vorgesehen ist, um das Schmieröl zurückzuhalten. Die aus gehärtetem Federstahl hergestellte Druckplatte ö ist in die Ausnehmung 23 eingesetzt. Fig. 3 zeigt die Einzelheiten der Druckplatte 6, weiche die Form eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken hat. Die Druckplatte 6 hat ein kreisrundes, zentrales Loch 16 und eine Prägung 15, die am Außenumfang des zentralen Lochs 16 ausgebildet ist. Die Bezugszahl 7 bezeichnet einen Druckring, der in der Prägung 15 angeordnet werden und aus Kunststoff hergestellt sein kann. Ein Gummiring 8 ist vorgesehen, damit der Druckring 7 an der Oberfläche der Druckplatte 6 zufriedenstellend an-

liegt. Das Lagergehäuse weist einen weiteren ölschleuderring 9 auf, der dieselbe Wirkung wie der ÖI-schleuderring 4 hat. Der Deckel 10 hat die gleiche Aufgabe wie der Deckel 5 am anderen Ende. Bei der kapselartigen Lagereinheit mit dem oben bebchriebenen Aufbau wird die Radiallast durch die Lagerbüchse 2 und das Lagergehäuse 3 aufgenommen. In diesem Fall erzeugt die Lagerbüchse 2 keine Resonanz, wenn sich die Hauptwelle J. dreht, weil die Lagerbüchse 2 mit Preßsitz in die Wellenbohrung 21 im Lagergehäuse 3 eingesetzt ist.

Der durch die Hauptwelle 1 erzeugte Schub wird durch die Druckplatte 6, den Druckring 7 und den Gummiring 8 aufgenommen.

im lolgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels das Verfahren zum Zusammenbau der kapselartigen Lagereinheit gemäß der Erfindung erläutert. Die Schritte beim Zusammenbau dieses Ausführungsbeispiels sind folgende:
1. Die Lagerbüchse 2 (oder das Kugel- und Rollenlager) wird mit Preßsitz in die Wellenbohrung 21 im Lagergehäuse 3 eingesetzt. Wenn dieser Vorgang durchgeführt wird, wird das Lagergehäuse 3 auf dem Tisch so angeordnet, daß seine Achse senkrecht zur Tischoberfläche steht.

2. Der Deckel 5 \/ird mit Preßsitz in die Ausnehmung im Lagergehäuse 3 eingesetzt, wobei der ölschleuderring 4 auf den Stirnflächen der Lagerbüchse 2 und des Lagergehäuses 3 angeord-

net wird.

3. Die Druckplatte 6 wird in die Ausnehmung 23 eingesetzt.

4. Der Druckring 7, der Gummiring 8 und der ÖI-schleuderring 9 werden auf der Druckplatte 6 angeordnet.

5. Der Deckel 10 wird mit Preßsitz in die Ausnehmung eingesetzt.

6. Unter Verwendung des öllochs 24 wird der Hohlraum im Lagergehäuse 3 mit dem faserigen Material 20 mit ölaffinität gefüllt.

7. Die so zusammengebaute, kapsehirtige Lagereinheit wird in das Gehäuse (Lagergestell) des Elektromotors mit Preßsitz eingesetzt, so daß die äußere Umfangsfläche 3/4 des Lagergehäuses 3 genau in das Gehäuse paßt. Der Durchmesser der äußeren Umfangsfläche 3/1 wird genauso bestimmt wie bei Kugel- und Rollenlagern, so daß die Zeit, die Erfahrung und die notwendige Arbeit, die für dieses Einsetzen mit Preßsitz benötigt werden, im wesentlichen die gleichen sind, wie sie bei Verwendungeines gewöhnlichen Kugel- und Rollenlagers auftreten.

X. Dann wird die Hauptwelle 1 von der Seite des Lagergehäuses. an welcher der Ölschleuderring 9 angeordnet ist. in das Lagergehäuse eingesetzt. So wird der Zusammenbau des kleinen Elektromotors vervollständigt. Die für dieses Einsetzen erforderliche Zeit. Erfahrung und Arbeit sind ein wenig geringer als für den Zusammenbau einer Welle und eines inneren Laufringes bei einem Kugellager, weil das Gleitlager ein relativ großes Spiel hat.

Im allgemeinen sind Gleitlager nahezu unverwüstlich, und die Lebensdauer kann unbegrenzt verlängert werden, wenn eine gute Zufuhr von Schmiermittel aufrechterhalten wird. Wie zuvor beschrieben wurde, bestimmt der Innenraum des Lagers die Schmiermittelhaltefähigkeit, die zum Erreichen solch einer unbegrenzten Lebensdauer unerläßlich ist. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Schmiermitteihaltefähigkeit verbessert werden, indem ein genügend großer Innenraum unter Verwendung der in axialer Richtung verfügbaren freien räumlichen Ausdehnung gebildet wird, wobei die dem Lager zu gebende, erforderliche Lebensdauer genügend berücksichtigt wird. Außerdem kann diesem Lager im Hinblick auf das Arbeitsgeräusch immer eine zufriedenstellende Beschaffen-

in heit gegeben werden, weil in diesem Lager FiImschmicrung verwendet wird.

Die Fig. 6 und 7 sind ein Längsschnitt bzw. eine Vorderansicht, bei der einige Teile weggrbrochen sind, einer kapselartigen Lagereinheit, als ein anderes

r> Alisführungsbeispiel darstellt, und bei welchem ein integrales Lager gebildet ist. das die doppelte Funktion eines Gehäuses und einer Lagerbüchse aufweist, in den Figuren bezeichnen gleiche Bezugs/amen gleiche oder äquivalente Teile.

>n Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein starrer Gleitlagerabschnitt IC vorgesehen, der aus einer Aluminiumlagerlegierung hergestellt isi und integral mit einem Gehäuse geformt ist. Dies bedeutet, daß die zwei beim Ausführungsbeispiel der Fig. I vcr-

2Ί wendeten und zuvor beschriebenen Teile, d. h. das Lagergehäuse 3 und die Lagerbüchse 2 des Gleitlagers als .-,tegrale Einheit ausgebildet sind. Im Gleitlagerabschnitt 2 C ist eine Wellcnbohrung definiert, die konzentrisch zur Achse des Lagergehäuses verläuft und in die eine Hauptwelle 1 eingesetzt ist. Die Bezugszahl 14 bezeichnet ein Üiloch im Gleitlagerabschnitt IC. Das Ölloch 14 ist in der gleichen Weise wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einem faserigen Material mit ölaffinität gefüllt.

Außer zu den oben beschriebenen Teilen ist keine weitere Erläuterung notwendig, weil die anderen Teile mit denen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels identisch sind.

Hierzu (S Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kapselartig ausgebildete Lagereinheit mit einem Lagergehäuse mit einer konzentrisch zur s Wellenachse liegenden Innenhülse mit einer darin ausgebildeten Wellenbohrung, in die erforderlichenfalls eine Lagerbüchse oder ein Kugellager einsehbar ist, und einer konzentrisch zur Innenhülse angeordneten, durch Rippen mit der Innenhülse verbundenen Außenwandung, wobei in den beiden axialen Enden des Lagergehäuses Ausnehmungen ausgebildet sind, die durch Durchgangslöcher zwischen den Rippen axial miteinander in Verbindung stehen, wobei von einem Durch- is gangsloch ein ölloch sich zur Wellenbohrung erstreckt, ferner mit wenigstens einem außerhalb eines Endes der Innenhülse vorgesehenen ölschleuderring, an beiden axialen Enden des Lagergehäuses angeordneten Deckeln, einem in die Ausnehmungen, die Durchgangslöcher und das ölloch eingefüllten faserigen Material mit ölaffinität und einer in wenigstens einer Ausnehmung zwischen dem ölschleuderring und der Innenhülse angeordneten Druckplatte zur Aufnahme von axialen Lagcr.kräften, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Endkanten der Rippen (35) und dem einen mit Preßsitz in der Innenoberfläche der außen durchgehend kreiszylindrisch gestalteten Außenwandung eingesetzten DecJiel (10) gehaltene Druckplatte (6) eine ringförmige Einprägung (J 5) aufweist, gegen die sich ein Druckring (7) a'Dstützt, wobei zur Schaffung einer sicheren A.nlage des Druckrings an der Einprägung zwischen dem Druckring und dem ölschleuderring (9) ein Gummiring (8) vorgesehen ist.

2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (3) ein Spritzgußteil aus einer Zinklegierung ist.

3. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (3) aus einer Aluminiumlagerlegierung besteht.

4. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) aus gehärtetem Federstahl besteht.