DE2912713C3

DE2912713C3 - Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers

Info

Publication number: DE2912713C3
Application number: DE2912713A
Authority: DE
Inventors: Waldemar 8700 Würzburg Hund
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2452652B1; IT1130097B; DE2912713A1; FR2452652A1; GB2054759B; DD149691A5; SU1052170A3; DE2912713B2; GB2054759A; CH644674A5; IT8021021A0; CS268503B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Sehmiermittcl-Dcpotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgclenk-Wellenlagcrs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei einem bekannten derartigen Kalottenlager (DH-C)S 23 45 019) ist die axial eine Hiilftc der Kalottenhalterung mittels über ihren Umfang verteilter Nuten b/w. Einkerbungen elastisch ausgebildet und spannbackenartig mittels eines aufspannbaren Federringes mit genau definierbarer Andruckkraft auf die umfaßte Kalottenoberfläche preßbar; im Bereich der größten radialen Weite der Kalotte ist in die Kalottenhalterung ein radial hinterschnittener Schmiermittel-Depotraum miteingegossen. Zur besonders einfachen Herstellung wird im bekannten Fall empfohlen, die Kalottenhalterung nicht einstückig, sondern aus zwei einzeln gegossenen und nachträglich axial zusammenzusetzenden Einzelteilen zu fertigen, wobei die radiale Formteilungsebene im Bereich des radial hinterschnittenen Schmiermittel-Depotraums liegen soll.

Bei einem weiteren bekannten Kalottenlager (DE-OS 22 31 293) mit einstückig gegossener Kalottenhalterung mit integriertem Schmiermittel-Depotraum v/ird die Kaiotte zunächst mittels eines anstelle der Welle durchgesteckten Dorns zentriert in einer Wellenöffnung eines Lagerschildes gehalten und anschließend der Zwischenraum zwischen der kugeiförmigen ALßenfläehe der Kaiotte und der Wellenöffnungen mit einer Gießharzmasse ausgefüllt, derart, daß nach dem Aushärten der Gießharzmasse die Kalotte in einer einstückigen festen Kalottenhalterung eingebettet und verstellbar gehalten ist. Die Kalotten bestehen üblicherweise aus einem öltränkbaren, vorzugsweise porösen Material. Um das zur Lagerschmierung des Kalottenlagers notwendige ölreservoir weiter vergrößern zu können, wird die Kcfotte vor dem Eingießen in die Gießharzmasse zusätzlich mit einem an der kugelförmigen Außenfläche im Bereich des maximalen Radius

anliegenden Öl-Filzring umgeben, der nach dem Gießen von dem Schmiermittel-Depotraum aufgenommen wird.

Ein derartiges Kalottenlager mit einer einstückig

umgossenen oder umspritzten Kunststoff-Kalottenhalterung ist wesentlich einfacher herzustellen als allgemein bekannte Kalottenlager, bei denen einerseits eine Kugelpfanne zur drehbeweglichen Lagerung und Aufnahme der Kalotte in einem Lagerschild eingearbeitet werden muß und andererseits ein genauer Sitz für einen Seegerring zur axialen Fixierung der Kalotte und der sie umgreifenden Klemmbrille notwendig ist; andererseits hat sich bei der bekannten einstückigen und in sich festen Kunststoff-Kalottenhalterung mit eingespritzter Kalotte als nachteilig erwiesen, daß der

■»5 ölfilzring durch den Spritzguß deformiert wird und zusätzlich durch die Verdampfung eines Teils des gespeicherten Öls durch Einwirkung der Spritztemperatur die Gefahr einer Lunkerbildung im Spritzteil nicht auszuschließen ist. Gleichzeitig erfordert der die Kugelpfanne umschließende Ölfilzring und die entsprechende Ausbildung der Kalottenhalterung für einen Depotraum einen relativ großen radialen Einbauraum.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, trotz Einstückigkeit und integriertem Schmiermittel-Depotraum das Kalottenlager in fertigungs- und montagetechnisch günstiger Weise bei nur kleiner, insbesondere radial kompakter Bauweise derart zu gestalten, daß die Kalottenhalterung allein mit nur in axialer Richtung ziehbaren Formteilen herstellbar ist und die Kalottenlager-Bauteile in Gegenrichtung einfach montierbar sind. Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kalottenlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 möglich. Die Gegenstände der Unteransprüche kcnnzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Kalottenlager ist die cinstückige Kalottenhalterung mit integriertem Schmiermittel-Depotraum allein mit in axialer Richtung

ziehbaren, wieder verwendbaren Spritzformteilen fertigbar, wobei trotz kompakter einstückiger Bauweise eine funktions- und fertigungstechnisch optimale Auslegung des Kalottenaufnahmeraums einerseits und eines geschlossenen Schmiermittel-Depotraums andererseits möglich ist; bei dem Zusammenbau des Kalottenlagers sind die Einzelbauteile, wie z. B. die Kalotte, der Ölfilzring, das Schmiermittel und die Scheibe zur Abdichtung des Schmiermittel-Depotranms in zur Entformungsrichtung entgegengesetzter Montagerichtung auf einfache Weise selbsthaltend in ihre jeweilige Position einsteckbar. Dabei wird die am freien Ende der den ScLmiermittel-Depo'.raum bildenden axialen Erweiterung einrastbare Scheibe sowohl als Anlaufscheibe zum axialen Anlauf des Läufers als auch zur Abdichtung des Depotraums benutzt

Im Vergleich zu einer Kalottenherstellung mit direkt eingespritztem ÖI-Filzring besteht bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Kalottenlager nicht die Gefahr einer Öl verdampfung mit anschließender Lunkerbildung im Gußstück, da zwar ein integrierter Depotraum beim Gießen mitangeformt wird, jedoch das Fett bzw. der Öl-Filzring erst nachträglich in die Kunst* coffhalterung nach der Erkaltung auf einfache Weise einsetzbar bzw. montierbar ist

In vorteilhafter Weise ist der Depotraum aus einem unmittelbar der einen Stirnseite der Kalotte vorgelagerten, bis zur Läuferwelle reichenden scheibenförmigen Teil zur Aufnahme einer Filzscheibe und einem an dessen radial äußeren Rand angrenzenden, axial zum Kalotten-Aufnahmeraum gerichteten Schmiermittelsammel- bzw. -vorratsraum gebildet, wobei die Erweiterung an ihrem freien Ende mit einer ringförmigen Rastnut versehen ist, aus der das entsprechende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der Spritzmasse axial ziehbar und in die die Anlaufscheibe einrastbar ist, derart, daß die am freien Ende eingerastete Anlaufscheibe mit ihrer Innenseite gleichzeitig die eingelegte ölfilzscheibe fixiert.

Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung der erfindungsge näßen Kalottenhalterung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit endseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für dun Aufnahmeraum der Kalotte bestehende Spritzform vorgesehen ist, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Dadurch wird erreicht, iiaß nach dem Entfernen des äußeren Formteils zunächst die Hülse mit der die Rastnut bildenden stufenförmigen Erhöhung aus der hülsenförmigen Erweiterung axial herausgezogen werden kann, wobei sich die hakenförmige Erweiterung in ihrem Endbereich elastisch aufweitet und wieder zurückfedert; anschließend kann dann in einer dritten Entformungsstufe der Dorn aus dem Kalotten-Aufnahmeraum herausgezogen werden, wobei sich der elastisch radial aufweitbare Teil der Kalottenhalterung ungehindert aufspreizen kann, da die hülsenförmige Erweiterung nach dem Entfernen der entsprechenden Hülse in radialem Abstand den elastischen Teil der Kalottenhaltcrung übergreift. Entsprechend der Aufweitung bei dem Herausziehen der Hülse bzw. des Dorns können bei dem anschließenden Montagevorgang ebenfalls unter elastischer Aufweitung der cntsDrcchendcn Teile u ,nächst die Kalotte in die Kalottenhalierung eingedrückt und nach dem Einfüllen des Fetts und der Filzscheibe in den Depotraum die Anlaufscheibe in die Rastnut eingedrückt werden.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestal·· tungen werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Klauenpolrnotor mit zwei axial hintereinander angeordneten

ίο Statorsystemen und den erfindungsgemäßen Kalottenlagern an beiden Enden der Läuferwelle,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die einstückige Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung,

F i g. 3 einen Längsschnitt der einstückigen Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung gemäß dem Schnittverlauf III-III nach F i g. 2.

F i g. 1 zeigt den Längsschnitt eines Klauenpolmotors. Der nur teilweise dargestellte Stator dieses Klauenpolmotors besteht im wesentlichen aus zwei axial

Μ hintereinander angeordneten Statorsystemen mit je einem Klauenpolblech und einer ringförmigen Erregerspule. Die beiden Statorsysteme sind <u> Stirnblechen 14, 15 befestigt, die ihrerseits jeweils mit einer Kalottenhalterung 2 verbunden sind, in der die eine Läuferwelle 5 aufnehmenden Kalotten 1 gelagert sind. Zur festen Verbindung zwischen den Stirnblechen 34, 15 und der jeweiligen Kalottenhalterung 2 können in einfacher Weise die Stirnbleche 14, 15 in die Spritz- bzw. Gießform der Kalottenhalterung vor dem Gießen eingelegt und miteingespritzt werden.

Konzentrisch zur Läuferwelle 5 ist in deren axialem Mittelteil ein Magnetträger 7 beispielsweise durch Aufkleben auf dem äußeren Umfang der Läuferwelle 5 befestigt Der Magnetträger 7 wiederum ist an seinem äußeren Umfang mit einem magnetisierten Ringmagneten fest verbunden. Das linke aus der Stirnseite 14 herausragende Ende der Läuferwelle 5 trägt ein Antriebsritzel 16.

Die als Einzelteil-Baugruppen hersteilbaren einstükkigen Kunststoffteile mit integriertem Depotraum zur Aufnahme der Kalotten bestehen im wesentlichen aus der eigentlichen Kaiottenhalterung 2 und der einstückig angeformten Erweiterung 3 mit dem axial vorgelagerten Depotraum 33, 34 und einer Rastnut 31, in die die Anlaufscheibe 4 eindrückbar ist. Zur Verhinderung eines Axialspiels des Läufers ist zwischen der Anlaufscheibe 4 des rechten Kalottenlagers und dem mit der Läuferwelle 5 fest verbundenen Magnetträger 7 eine Axialdruckfeder 10 vorgesehen, die einerseits am Magnetkörper 7 an einer Flachscheibe 17 und andererseits an der rechten Anlaufscheibe über eine topfförmige Scheibe 9 anliegt. Zwischen der linken Stirnseite des mit der Läuferwelle verbundenen Magnetträgers 7 und de; linken Anlaufscheibe ist eine Zwischenlegscheibe 6 auf dio Lauferwelle 5 aufgesteckt, die zur Aufnahme des axialen Anlaufs mit ihrer linken Stirnseite an der linken Anlaufscheibe 4 anliegt.

Der gesamte Depotraum besteht aus einem der einen Stirnseite der jeweiligen Kalotte vorgelagerten, bis zur Läuferwelle 5 reichenden scheibenförmigen Teil 34 mit darin gelagerter Filzscheibe 11 und einem an dessen radialem äußerem Rand angrenzenden Schmiermittelsammei- bzw. -vorratsraum 33. Dieser Vovrafsraum 33 ist im wesentlichen axial gerichtet und reicht radial nicht über das Maß des scheibenförmigen Teils 34 des Depotraums hinaus, so daß insgesamt durch den Depolraum kein zusätzlicher radialer Einbauraum erforderlich ist. Die Filzscheibe 11 stützt sich mit ihrem

äußeren Rand an der axialen Erweiterung 3 ab und liegt mit ihrem inneren Rand frei schwcncnd über der Läufcrwcllc 5.

In vorteilhafter Weise ist die Erweiterung 3 im Bereich der größten radialen Tiefe des Kalotten Auf nahmeraums 29 außen an die Kalottenhalterung einstückig angeformt und übergreift dann in Abstand radial und axial hülsenförmig den dem Depotraum zugewandten Teil der Kalottenhalterung. Durch das freie Übergreifen der Erweiterung 3 wird in besonders einfacher Weise eine elastische radiale Aufweitbarkeit einerseits des dem Depotraum zugewandten Teils der Kalottenhalterung und andererseits des die Anlaufscheibe aufnehmenden Endes der Erweiterung erreicht.

Die elastische radiale Aufweitbarkeit des Aufnahmeraums 29 der Kalottenhalterung 2 wird in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß der Aufnahmeraum 29 an seiner dem Depotraum 33, 34 bzw. der

randoffenen schlitzförmigen Ausnehmungen 25 — 27 versehen ist (Fig. 2, 3), derart, daß die eingedrückte Kalotte 1 spannfingerartig (Spannfinger 21—24) umgriffen gesichert ist. Die hülsenförmig die Kalottenhalterung 2 übergreifende axiale Erweiterung 3 ist bei nicht unterbrochener, d. h. geschlossener Wandung in sich selbst aufweitbar, so daß die Anlaufscheiben 4 über eine Anlaufschrägc 32 in die Rastnut 31 eindrückbar sind und nach dem Eindrücken nicht nur zur Aufnahme des axialen Anlaufs der Läuferwelle, sondern auch zum dichtenden Abschluß des Depotraums 33, 34 dienen können.

Bei der Herstellung des Kalottenlagers ist eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung 3 mit endseitiger Rastnut 31 sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum 29 der Kalotte bestehende Spritzform vorgesehen, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil.

dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Es ist ersichtlich, daß auf diese Art und Weise die gespritzte Kalotte besonders aufwandsarm herstellbar ist. Nach dem Entfernen des äußeren Formteils kann

ι sich die hüisenförmige Erweiterung 3 bei dem anschließenden axialen Herausziehen der Hülse radial elastisch aufweiten, so daß der Formrand aus der Rastnut austreten kann; nachdem die Hülse entfernt ist, wird auch der radiale Freiraum zwischen dem der

ίο Anlaufscheibe zugewandten elastisch aufweitbaren Teil der K.alottenhalterui'g und der übergreifenden Erweiterung 3. insbesondere im Bereich des Depotraums 33, frei, so daß schließlich als letzter Entformungsvorgang der Dorn aus dem Aufnahmeraum 29 herausziehbar ist,

Ii indem die Spannfinger 21—24 radial nach außen gedrückt werden. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, sind auch die ladialen Spannfinger 21 — 24 zweckmiißigerweisc mit kleinen Anlaufschrägen verse-

Bei dem möglichen einfachen Montagevorgang des vorliegenden Kalottenlagers wird zunächst die Kalotte in die gespritzte Kalottenhalterung eingedrückt, dann der Depotraum 33 mit Fett gefüllt, anschließend die Filzscheibe 11 axidl gegen die Kaloitc gelegt und schließlich die Anlaufscheibe 4 zur Axialdruckaufnahme des Läufers und zur gleichzeitigen axialen Sicherung der Filzscheibe 11 und zur Abdichtung des Depotraums in die hintc ichnittene Rastnut 31 über die Anlaufschräge 32 der axialen Erweiterung 3 der Kaloltenhaltcrung 2

jo eingedrückt.

An den äußeren axialen Enden der Kalottcnhaltcrun gen ist gleichzeitig bei der Herstellung der Kalottenhalterung in einem Arbeitsgang ein über die Stirnbleche 14, 15 überstehender Bund 28 mit definiertem Durchmesser mit angespritzt bzw. mit angegossen, der ohne weitere Nachbearbeitung zum zentrierten Einbau des gesamten Motors in einer Motoraufnahme, z. B. eines mit dem Ritzel 16 kämmenden nachgeschalteten Antriebs, benutzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotteein.es Kugelgelenk-Wellenlagers mit einer radial elastisch aufweitbaren Kalotten-Einführöffnung, durch die die Kalotte in den Kalotten-Aufnahmeraum nach Art eines Schnappverschlusses eindrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Depotraum (33, 34) als eine im Bereich der größten radialen Weite des Kalotten-Aufnahmeraums (29) an dessen Außenwand mit ihrem einen Ende angespritzte axiale Erweiterung (3) ausgebildet ist, die den aufweitbaren Teil (Spannfinger 21 —24) der Kalottenhalterung (2) radial und axial hülsenförmig übergreift und an ihrem anderen, elastisch aufweitbaren Ende durch eine einrastbare Anlaufscheibe (4) für den axialen Anlauf der in der Kalotte (I) gelagerten Läuferwtlle (5) verschließbar ist

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Depotraum (33,34) aus einem der einen Stirnseite des Kalotten-Aufnahmeraums (29) vorgelagerten, bis zur Läuferwelle (5) reichenden scheibenförmigen Teil (34) zur Aufnahme einer Filzscheibe (11) und einem an dessen radial äußeren Rand angrenzenden, axial zum Kalotten-Aufnahmeraum gerichteten Schmiermittelsammel- bzw. -vorratsraum gebildet ist.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Erweiterung (3) an ihrem freien Ende mit einer ringförmigen Rastnut (31) versehen ist, aus der das entsprechende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der Spritzmasse axial ziehbar und in die die Anlaufscheibe (4) einrastbar ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Benutzung einer stufenweise axial ziehbaren, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit endseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum der Kaiotte bestehenden Spritzform, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Benutzung eines zweiteiligen äußeren Formteils mit einer im Bereich des Übergangs der hülsenförmigen Erweiterung in die eigentliche Kalottenhalterung liegenden Teilungsebene, derart, daß die beiden Teile in zueinander entgegengesetzter Richtung axial entfernt werden.