DE3039422C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffmantel aus weichelastischem Material für jedes von zwei mit Abstand voneinander und mit festem Sitz auf einer Welle angeordneten Lagern, insbesondere Wälzlagern einer selbstausrichtenden Lagerung für Elektro-Motoren, der zur Umfassung des jeweiligen Lageraußenringes und zum Einbau in den zylindrischen Lagersitz eines Gehäuses unter radialer Kompression vorgesehen ist und der in einem axial mittleren Bereich eine Ringwulst mit einem gegenüber dem restlichen Mantelteil größerem Außendurch­ messer aufweist.

Ein Kunststoffmantel dieser Art ist beispielsweise schon bei der Lagerung nach der AT-PS 2 17 794 bekannt. Dieser verläuft, ausgehend von der axialen Mitte, zu beiden Seiten leicht konisch. Dadurch wird eine radial gering überstehende Ringwulst gebildet. Durch die konische Ausführung wird das Einpressen in den Lagersitz verein­ facht. Das weichelastische Material verdichtet sich dabei, wodurch der betreffende Lagerring im Gehäuse oder auf einer Welle festgelegt wird. Die bekannte Ausführung ist vorgesehen, um einen Einbau in oder auf ungenau bearbei­ tete Sitzflächen zu ermöglichen und bewirkt durch die auch nach dem Einpressen noch verbleibende weichelastische Eigenschaft des Kunststoffmaterials eine Ausrichtmöglich­ keit des Lagers. Durch die radial weichelastische Befesti­ gung entstehen jedoch insbesondere bei der Lagerung von hochtourigen Elektromotoren od. dgl. starke Schwingungen und Geräusche.

Eine andere Ausführung nach der DE-OS 16 13 227 weist Kugellager auf, über die getrennt ausgebildete Kunststoff­ kalotten gesteckt werden, die von konischen Ausnehmungen in den Lagerträgern aufgenommen werden. Zwar ist mit die­ ser bekannten Ausführung eine Ausrichtung der Lager an den konischen Flächen möglich, jedoch ergeben sich er­ hebliche Mängel im Betrieb, weil kein ausreichend fester Sitz der Lager in den Lagerträgern gegeben ist. Ledig­ lich eine einzige axial wirkende Federscheibe drückt die Lager gegen die konischen Sitzflächen, wobei die Läufer­ welle in axialer Richtung nachgeben kann, wodurch sich ein Lager von seiner Sitzfläche abhebt und es zu Störun­ gen und Ausfall des Motors kommen kann. Der Mangel kann nur teilweise durch eine sehr stark federnde Scheibe be­ seitigt werden, wodurch sich aber sehr hohe Reibungsver­ luste durch die extreme axiale Vorspannung der Lager er­ geben. Darüber hinaus ist die bekannte Ausführung sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ausreichend festem Sitz der Lager im Gehäuse, ein selbsttätiges Ausrichten zu gewährleisten und darüber hinaus eine preiswerte Lösung zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit dem Lager­ außenring fest verbundene Kunststoffmantel bezüglich des Außendurchmessers der Ringwulst derart bemessen ist, daß diese im Einbauzustand bis zur Kompressionsgrenze verdichtet ist.

Die Ringwulst ist dabei so bemessen, daß beim Einpressen des Lageraußenringes in die zylindrische Bohrung des Gehäuses od. dgl. diese bis nahe an die Kompressionsgrenze radial verdichtet wird, der restliche Kunststoffmantel jedoch nur an der Sitzfläche anliegt oder nur geringfügig verformt wird. Durch den im wesentlichen abgerundeten Quer­ schnitt der Ringwulst, die weiterhin auch nur ringförmig an einem Teil der Sitzfläche mit hohem Druck anliegt, ist ein Ausrichten des betreffenden Lagers, d. h. sind Winkelbe­ wegungen um seine Achslinie möglich. Die Ringwulst macht dabei, ohne ihre Haftung an der Sitzfläche zu verlieren, innerhalb des verdichteten Materials eine Walkbewegung, wobei nur Materialteile verlagert werden, die radiale Position des Lagers jedoch vorteilhafterweise erhalten bleibt, da eine weitere elastische Bewegung über die Kompressionsgrenze hinweg nicht oder nur durch extrem hohe Kräfte möglich ist. Die seitlich angrenzenden, elastischen Mantelteile haben auf die Ringwulst eine stabilisierende Wirkung, indem sie verhindern, daß das hohe Ausdehnungsbestreben der Ringwulst eine Schief­ stellung des Lagers bewirkt. Durch maßliche Abstimmung der Ringwulst gegenüber dem seitlich anschließenden zy­ lindrischen Mantelteil kann erreicht werden, daß das La­ ger leichtgängige Ausrichtbewegungen, ähnlich denen ei­ nes Kugelgelenkes machen kann, obwohl es radial einen festen Sitz hat. Ein ausreichend fester Sitz in axialer Richtung ist bei der erfindungsgemäßen Lagerung dadurch gegeben, daß bei dieser Bewegung die Ringwulst nicht, wie oben beschrieben, Winkelbewegungen um die Achse des Lagers macht, sondern nur in die eine oder andere axia­ le Richtung gedrückt wird, wobei sie selbst und die seitlich angrenzenden Mantelteile Widerstand leisten. Vorteilhafterweise ändert sich dabei die radiale Po­ sition des Lagers nicht. Eine innige Verbindung des Kunststoffmantels mit dem Lageraußenring wird durch Vulkanisieren, Kleben od. dgl, erzielt. Dadurch wird jede Gleitbewegung vermieden und ein fester Sitz er­ reicht. Weiterhin ist dadurch sichergestellt, daß eine Ausrichtbewegung des Lagers ausschließlich durch die beschriebene Walkbewegung über die stark komprimierte Ringwulst erfolgt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kunst­ stoffmantel im Anschluß an die Ringwulst mindestens zu einer Seitenfläche des Lageraußenringes hin konisch ver­ jüngt. Die Kegelform des Kunststoffmantels erleichtert das Einpressen in die zylindrische Bohrung des Gehäuses od. dgl., wobei in den meisten Fällen allein durch axiales Pressen unter Verwendung von etwas Gleitmittel der Einbau möglich ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kunststoffmantel mindestens an einer Seitenfläche des Lageraußenringes ganz oder teilweise umfassend ausge­ bildet. Dadurch wird die bereits durch Vulkanisieren od. dgl. feste Verbindung des Kunststoffmantels mit dem Lageraußenring noch durch einen Formschluß ver­ stärkt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung weist der Kunststoffmantel axial vorspringende am Umfang verteilte Stütznoppen auf. Durch die Stütz­ noppen stützt sich der Lageraußenring gegen eine radiale Fläche, z. B. gegen die Schulter des Lagersitzes im Gehäuse od. dgl. elastisch ab. Das Lager kann sich dadurch in einem noch größeren Bereich ausrichten, wobei durch die Anzahl und Größe der Stütznoppen eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall möglich ist.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der Kunststoff­ mantel mehrteilig ausgebildet und die Ringwulst ist durch einen in den Kunststoffmantel eingesetzten Rundschnurring gebildet. Bei dieser Ausführung können auf einfache Weise unterschiedliche und scharf abgegrenzte Härtezonen ge­ schaffen werden, wodurch sich das betreffende Lager bei festem radialen Sitz besonders leicht ausrichten kann.

Durch die spezielle Gestaltung des Kunststoffmantels wurde eine Ausführung geschaffen, die sich durch besonders geringen Aufwand bei der Herstellung und beim Einbau auszeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Beispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a die Teilansicht des Außenringes eines Rollen­ lagers mit Kunststoffmantel vor dem Einbau im Querschnitt,

Fig. 1b den Lageraußenring von Fig. 1a nach dem Einbau,

Fig. 2 die Teilansicht eines beiderseits abgedichteten Schrägkugellagers mit Kunststoffmantel im Quer­ schnitt und

Fig. 3 die Lagerung einer Welle mit zwei Schrägkugel­ lagern im Längsschnitt.

Der in Fig. 1a dargestellte Lageraußenring 1 eines Rollenla­ gers ist mit einem elastischen Kunststoffmantel 2 umge­ ben. In der Mitte ist der Kunststoffmantel 2 mit einer Ringwulst 3 mit größerem Außendurchmesser versehen. Zu einer Seitenfläche des Rollenlagers hin verjüngt sich der Kunststoffmantel 2 kegelförmig. Das Einpressen des Lageraußenringes 1 in die zylindrische Bohrung 5 eines Gehäuses 6 od. dgl. erfolgt zunächst durch Einsetzen des kegelförmigen Anfangsbereiches 4, dessen Außen­ durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmes­ ser der Bohrung 5 im Gehäuse 6. Durch axialen Druck gegen den Lageraußenring 1 und mit etwas Gleitmittel auf dem Kunststoffmantel 2 wird das elastische Material durch die Bohrungsfläche teils verdrängt und teils radial zusammengepreßt. Im Bereich der Ringwulst 3 muß ein großes Materialvolumen zusammengepreßt wer­ den, während der nachfolgende zylindrische Mantelteil 7 im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist wie die Bohrung 5 im Gehäuse 6. Wie in Fig. 1b ange­ deutet ist, ergibt sich dadurch zwischen dem Lageraußen­ ring 1 und dem Gehäuse 6 eine ringförmige Zwischen­ lage, die etwa in der Mitte eine Zone 8 sehr starker, bis in die Nähe der Kompressionsgrenze reichender Verdichtung aufweist, während die beiderseits angren­ zenden Bereiche 4, 7 wenig bis überhaupt nicht ver­ dichtet sind. Wird der Außenring 1 über das Rollen­ lager gezwungen, sich zur Achslinie einer Welle hin auszurichten, und muß sich beispielsweise gegenüber dem Gehäuse 6 in Pfeilrichtung bewegen, wird die stark verdichtete Zone 8 in eine rollende Walkbewegung ver­ setzt, während die seitlichen Bereiche 4, 7 sich weich­ elastisch verformen. Durch die starke Verdichtung ist der Lageraußenring 1 in radialer Richtung nahezu festsitzend.

In Fig. 2 ist ein Schrägkugellager dargestellt mit einem massiven Innenring 9 und einem aus Blech geform­ ten Lageraußenring 10. Ein Kunststoffmantel 2 aus weich­ elastischem Material ist um den Lageraußenring 10 gespritzt und weist wie auch in Fig. 1a und 1b darge­ stellt, eine Ringwulst 3 und einen kegelförmigen Mantelteil 4 auf.

Auf der einen Seite des Lageraußenringes 10 setzt sich der Kunststoffmantel 2 in Form einer Dichtlippe 11 radial fort, die mit einer Fläche am Innenring 9 eine Dichtung bildet. An der Seitenfläche sind am Umfang verteilte, axial vorstehende Stütznoppen 12 angeformt. Auf der anderen Seite des Lageraußenringes 10 ist der Kunststoffmantel 2 axial verlängert und weist eine nach innen offene Ringnut 13 zur Aufnahme einer Dicht­ scheibe 14 auf.

Über zwei (wie in Fig. 2 dargestellte) Schrägkugel­ lager, ist die in Fig. 3 gezeigte Welle 17 in einem Gehäuse drehbar gelagert. Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus zwei Lagerschilden 15, die nach dem Zusammenbau an einem Gehäusemantel 16 befestigt werden. Durch die Fertigungstoleranzen der Einzel­ teile sind Fluchtungsfehler der beiden zylindrischen Bohrungen für die Lageraußenringe 10 der Schrägkugel­ lager möglich. Um trotzdem einen einwandfreien Lauf der Welle 17 zu gewährleisten, können sich die Lageraußen­ ringe 10, wie oben beschrieben, über den Kunststoff­ mantel 2 ausrichten.

Claims (6)

1. Kunststoffmantel aus weichelastischem Material für jedes von zwei mit Abstand voneinander und mit festem Sitz auf einer Welle angeordneten Lagern, insbesondere Wälzlagern einer selbstausrichtenden Lagerung, insbesondere für Elektro-Motoren, der zur Umfassung des jeweiligen Lageraußenringes und zum Einbau in den zylindrischen Lagersitz eines Gehäuses unter radialer Kompression vorgesehen ist und der in einem axial mittleren Bereich eine Ringwulst mit einem gegenüber dem restlichen Mantelteil größeren Außendurchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Lager­ außenring (1) fest verbundene Kunststoffmantel bezüglich des Außendurchmessers der Ringwulst (3) derart bemessen ist, daß diese im Einbauzustand bis zur Kompressionsgrenze verdichtet ist.

2. Kunststoffmantel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine konische Verjüngung im Anschluß an die Ringwulst (3) zu mindestens einer Seite hin.

3. Kunststoffmantel nach Anspruch 1 oder 2, ge­ kennzeichnet durch mindestens eine seitliche Aus­ bildung zur Umfassung mindestens einer Lageraußen­ ring-Seitenfläche.

4. Kunststoffmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch am Umfang verteilte, axial vorspringende Stütznoppen (12).

5. Kunststoffmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mehrteilige Ausbildung.

6. Kunststoffmantel nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ausbildung der Ringwulst (3) ein getrennter Rundschnurring eingesetzt ist.