DE3514142A1 - AXIAL FASTENING OF A MACHINE ELEMENT IN THE HOLE OF A HOUSING - Google Patents
AXIAL FASTENING OF A MACHINE ELEMENT IN THE HOLE OF A HOUSINGInfo
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Description
SKFGMBH .J, Schweinfurt, 29.03.1985SKFGMBH .J, Schweinfurt, March 29, 1985
SE 84 005 DE TPA/vh.trSE 84 005 DE TPA / vh.tr
Die vorliegende Erfindung betrifft eine axiale Befestigung eines Maschinenelementes, zum Beispiel eines Wälzlageraußenringes, in der Bohrung eines Gehäuses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to an axial fastening of a machine element, for example a roller bearing outer ring, in the bore of a housing according to the preamble of claim 1.
Gehäuse mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Lagerringes oder eines anderen Maschinenelementes bestehen herkömmlicherweise aus Grauguß oder einem ähnlichen formbeständigen Werkstoff. Diese Gehäuse erfüllen im allgemeinen die an sie gestellten Anforderungen. Im Laufe der letzten Jahre ist jedoch eine Entwicklung zu beobachten, bei der die Gehäuse aus Grauguß durch Gehäuse aus Kunststoff ersetzt werden. Einer der wichtigsten Gründe für diesen Ersatz scheint die Tatsache zu sein, daß sich Kunststoffgehäuse im Spritzgießverfahren mit großer Genauigkeit wirtschaftlich hergestellen lassen, so daß keine oder nur wenige spanabhebende Fertigbearbeitungen no twend ige ind.Housing with a hole for receiving a bearing ring or another machine element conventionally exist made of gray cast iron or a similar dimensionally stable material. These housings generally meet the demands placed on them. Over the past few years, however, a development can be observed in which the cast iron housings are replaced by plastic housings. One of the main reasons for this replacement seems to be the fact that plastic housings are injection molded with great Accuracy can be produced economically, so that no or only a few machining finishing operations necessary ind.
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Ein Nachteil der Kunststoffgehäuse ist jedoch darin zu sehen, daß der Kunststoff eine wesentlich größere Wärmedehnung als Stahl aufweist, aus dem das im Gehäuse eingebaute Maschinenelement normalerweise besteht. Wegen dieser Wärmedehnungsunterschiede und wegen der geringeren Härte des Kunststoffes entstehen oft Schwierigkeiten beim Festsetzen des metallischen Maschinenelementes in der Bohrung des Gehäuses.A disadvantage of the plastic housing, however, is in it too see that the plastic has a much greater thermal expansion than steel, from which the built in the housing Machine element usually consists. Because of these differences in thermal expansion and because of the lower ones Hardness of the plastic often creates difficulties when fixing the metallic machine element in the bore of the housing.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist bereits vorgeschlagen worden, eine Stahlwendel in der Bohrungsfläche des Kunststoffgehäuses einzugießen, die als Mittel zur Verstärkung der Bohrungsfläche dient (DE-PS 25 19 878). Das Maschinenelement aus Stahl oder einem anderen Metall kann somit relativ fest und sicher in der Bohrung des Gehäuses radial abgestützt werden. Dabei sind keine radialen Maßänderungen durch unterschiedliche Wärmedehnung von Gehäuse und Maschinenelement mehr zu ber \ fürchten. Es sind aber noch Probleme vorhanden, dasTo overcome these difficulties, it has already been proposed to cast a steel helix in the bore surface of the plastic housing, which serves as a means to reinforce the bore surface (DE-PS 25 19 878). The machine element made of steel or another metal can thus be radially supported relatively firmly and securely in the bore of the housing. Here, no radial dimensional changes are more afraid to be r \ by different thermal expansion of the housing and machine element. But there are still problems that
k Maschinenelement in der Bohrung des Kunststoffgehäusesk Machine element in the hole in the plastic housing
in axialer Richtung sicher genug festzusetzen.to be fixed securely enough in the axial direction.
Um ein Maschinenelement in der Bohrung eines Gehäuses aus Gießmetall oder dgl. axial festzuhalten, wird herkömmlicherweise eine an ihrem Umfang mit Zähnen versehene Klemmscheibe verwendet. Die Zähne dieser Klemmscheibe graben sich in die Bohrung des Gehäuses ein und arretieren somit die Klemmscheibe in der Bohrung. Die Klemmscheibe kommt auf der dieser gegenüberliegenden Seitenfläche des Maschinenelementes zur Anlage und sichert dieses gegenüber axiale Verschiebung im Gehäuse.To a machine element in the bore of a housing To hold axially made of cast metal or the like is conventionally one with teeth on its circumference provided clamping washer is used. The teeth of this clamping disc dig into the bore of the housing and thus lock the clamping disc in the hole. The clamping disc comes on the opposite one Side surface of the machine element to the plant and secures this against axial displacement in the housing.
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Bei einem Gehäuse aus Kunststoff sind jedoch relativ weiche und nachgiebige Bohrungswandungen vorhanden, so daß die Festsetzung eines Maschinenelementes durch eine solche mit ihren Zähnen in der Bohrung sich verkrallende Klemmscheibe nicht fest genug ist. Der Kunststoff des Gehäuses fließt nämlich und weicht aus, so daß sich die Verkrallung der Klemmscheibe innerhalb kurzer Betriebszeit lösen kann.In the case of a housing made of plastic, however, there are relatively soft and resilient bore walls, so that the setting of a machine element by such a claw with its teeth in the bore Clamping washer is not tight enough. The plastic of the housing flows and gives way, like this that the claws of the clamping disc can loosen within a short operating time.
Der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der das Maschinenelement in der Bohrung des Gehäuses aus weichem Gießwerkstoff, z.B. Kunststoff, nicht nur radial, sondern auch axial fest und sicher gehalten ist, und zwar auch dann, wenn im Betrieb größere TemperatürSchwankungen vorkommen.The invention characterized in claim 1 is in contrast the underlying task of creating a fastening of the specified type in which the machine element in the bore of the housing made of soft casting material, e.g. plastic, not only radially, but is also held axially firmly and securely, even if there are major temperature fluctuations during operation occurrence.
Mit der Befestigung nach Anspruch 1 wird erreicht, daß das Gehäuse im wirtschaftlichen Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt werden kann. Die in das Gehäuse eingegossene Wendel aus hartem Werkstoff, z.B. Federstahl, versteift die Sitzfläche des Maschinenelementes in der Bohrung des Gehäuses. Beim Einbau der Klemmscheibe wird diese axial von außen nach innen in die Bohrung des Gehäuses gedrückt und gegen die Seitenfläche des Maschinenelementes angestellt. Dabei kommen mindestens einige der biegeelastischen Zahnlappen mit den längsverlaufenden Abschnitten der Bohrung des Gehäuses in Berührung und werden schräg axial nach außen federnd gebogen. Die äußere Kante jedes Zahnes drückt sich in den relativ weichen Gießwerkstoff des Gehäuses ein und einige der Zähne am Umfang rasten mehr oder weniger tief zwischen zwei benachbarte Windungen der WendelWith the attachment according to claim 1 it is achieved that the housing is made in an economical injection molding process Plastic can be made. The spiral made of hard material, e.g. spring steel, cast into the housing stiffens the seat of the machine element in the bore of the housing. When installing the clamping disc this is pressed axially from the outside inwards into the bore of the housing and against the side surface of the Machine element employed. At least some of the flexible tooth flaps come with the longitudinal ones Sections of the bore of the housing in contact and are axially outwardly resilient bent. The outer edge of each tooth is pressed into the relatively soft casting material of the housing and some of the teeth on the circumference snap more or less deeply between two adjacent turns of the helix
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ein. Auf diese Weise verhakt sich die Klemmscheibe in der Bohrung des Gehäuses und das Maschinenelement ist durch die Klemmscheibe gegenüber axiales Verschieben nach außen gesichert.a. In this way, the clamping disc gets caught in the bore of the housing and the machine element is secured against axial displacement to the outside by the clamping disc.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are in the Characterized subclaims.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist der Vorteil gegeben, daß die Klemmscheibe besonders sicher und fest gegenüber Losdrehen in der Bohrung des Gehäuses festgehalten ist.With the development according to claim 2 is the advantage given that the clamping washer is particularly secure and tight against loosening in the bore of the housing is held.
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 bewirkt, daß die Klemmscheibe mit relativ geringen Eindrückkräften in die Bohrung des Gehäuses eingeführt und gegen die Seitenfläche des Maschinenelementes angestellt werden kann.The development according to claim 3 causes the Clamping washer with relatively low indentation forces in the bore of the housing is introduced and placed against the side surface of the machine element can.
Schließlich weist die Weiterbildung nach Anspruch 4 auf eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Klemmscheibe hin.Finally, the further development according to claim 4 towards a particularly economical production of the clamping disc.
Die erfindungsgemäße axiale Befestigung eines Maschinenelementes in der Bohrung eines Gehäuses wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert.The inventive axial fastening of a machine element in the bore of a housing is in the following description of an embodiment, which is shown in the drawings, explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Gehäuse mit einem in der Bohrung des Gehäuses durch eine Klemmscheibe axial festgesetzten Lagerlaufring undFig. 1 is a partial longitudinal section through a housing with one in the bore of the housing through a Clamping washer axially fixed bearing race and
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Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A des in Fig. 1 dargestellten Gehäuses mit eingebautem Lagerlaufring.FIG. 2 is a partial side view in the direction of arrow A of the housing shown in FIG with built-in bearing race.
Mit 1 ist in Fig. 1 ein Maschinenelement bezeichnet, welches als ein äußerer Laufring eines Wälzlagers ausgebildet sein kann. Das Maschinenelement 1 ist in einem im Spritzgießverfahren hergestelltem Gehäuse 2 aus weichem, plastisch verformbarem Kunststoff eingebaut. Die zylindrische Mantelfläche des Maschinenelementes 1 sitzt in der zylindrischen Bohrung 4 des Gehäuses 2 spielfrei fest.1 with a machine element is referred to in Fig. 1, which can be designed as an outer race of a roller bearing. The machine element 1 is in an im Injection molding manufactured housing 2 made of soft, plastically deformable plastic built in. The cylindrical outer surface of the machine element 1 sits in of the cylindrical bore 4 of the housing 2 without play.
Die Bohrung 4 des Gehäuses 2 ist an ihrem Umfang durch eine eingegossene Wendel 3 versteift, welche aus einem gehärteten Federstahl besteht. Die Wendel 3 hat einen inneren Hüllkreis 3A, welcher konzentrisch zur Bohrung 4 des Gehäuses 2 angeordnet ist.The bore 4 of the housing 2 is stiffened at its periphery by a cast helix 3, which consists of a hardened spring steel. The helix 3 has an inner enveloping circle 3A which is concentric to the bore 4 of the housing 2 is arranged.
Das Maschinenelement 1 hat eine radial verlaufende Seitenfläche IA, welche axial nach außen weist. Gegen diese Seitenfläche IA ist eine Klemmscheibe 6 als Anlageelement angesetzt, so daß das Maschinenelement 1 durch die Klemmscheibe 6 nach außen abgestützt ist. Die Klemmscheibe 6 ist ausgehend von einem Bandwerkstoff, z.B. Bandstahl, im Stanzverfahren spanlos gefertigt.The machine element 1 has a radially extending side surface IA, which faces axially outward. Against this side surface IA is a clamping disk 6 as a contact element attached so that the machine element 1 is supported by the clamping disk 6 to the outside. The clamping disc 6 is based on a strip material, e.g. strip steel, Manufactured without cutting using the punching process.
Der Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß die Klemmscheibe 6 an ihrem radial äußeren Rand mit im wesentlichen radial nach außen sich erstreckenden, in axialer Richtung biegeelastisch nachgiebigen Zahnlappen 7 versehen ist. Im vorliegenden Fall federt jeweils ein Zahnlappen 6 mit seiner äußeren Zahnkante gegen einen längsverlaufenden1 and 2 it can be seen that the clamping disc 6 at its radially outer edge with substantially radially outwardly extending tooth flaps 7 which are elastically flexible in the axial direction. in the In the present case, a tooth flap 6 springs with its outer tooth edge against a longitudinal one
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Abschnitt 4A der Bohrung 4. Der Abschnitt 4A ist durch den Grund einer von außen über die Seitenfläche IA des Maschinenelementes 1 nach innen sich erstreckende Axialnut 5 in der Bohrung 4 gebildet.Section 4A of the bore 4. The section 4A is through the bottom of an from the outside over the side surface IA of the Machine element 1 inwardly extending axial groove 5 in the bore 4 is formed.
Beim Einbau der Klemmscheibe 6 wird diese in die Bohrung 4 des Gehäuses axial nach innen eingedrückt. Dabei werden die Zahnlappen 7 axial nach außen federnd gebogen und die Zahnkante jedes Zahnlappens 7 gleitet auf einem Abschnitt 4A nach innen. Am Ende der Einschiebebewegung gelangt die Klemmscheibe 6 auf der gegenüberliegenden Seitenfläche IA des Maschinenelementes 1 zur Anlage. Die harten Zahnkanten der Zahnläppen 7 drücken sich in den relativ weichen, plastisch verformbaren Kunststoff des Gehäuses 2 und rasten je nach ihrer Stellung relativ zu den Windungen mehr oder weniger tief zwischen zwei benachbarte Windungen der Wendel 3 ein (siehe strichpunktierte Darstellungen der Zahnlappen 7 in Figur 1).When installing the clamping disk 6, it is pressed axially inward into the bore 4 of the housing. Be there the tooth flaps 7 axially outwardly bent and the tooth edge of each tooth flap 7 slides on one Section 4A inside. At the end of the pushing-in movement, the clamping disk 6 reaches the opposite one Side surface IA of the machine element 1 to the plant. the hard tooth edges of the tooth lobes 7 press into the relatively soft, plastically deformable plastic of the housing 2 and, depending on their position, lock relatively to the turns more or less deep between two adjacent turns of the helix 3 (see dash-dotted lines Representations of the tooth flaps 7 in Figure 1).
Die Klemmscheibe 6 hält das Maschinenelement 1 in der Bohrung 4 des Gehäuses in der einen Richtung (im in Fig. 1 dargestellten Fall in der entgegengesetzt zum Pfeil A zeigenden Richtung) fest.The clamping disc 6 holds the machine element 1 in the Bore 4 of the housing in one direction (in the case shown in FIG. 1 in the opposite direction to Arrow A).
Da der längsverlaufende Abschnitt 4A durch den Grund jeweils einer Axialnut 5 in der Bohrung 4 des Gehäuses 2 gebildet ist, werden die Zahnlappen 7 durch die umfangsseitigen Wände der Axialnut 5 am Losdrehen gehindert. Die Klemmscheibe 6 besitzt im vorliegenden Fall Zahnlappen 7, welche bereits im nicht eingebauten Zustand schräg axial nach außen weisen. Auf diese Weise können die Zahnlappen 7 der Klemmscheibe 6 beim Einbau in die Bohrung 4 in die zugehörige Axialnut 5 leicht eingefädelt werden.Since the longitudinal section 4A through the bottom of an axial groove 5 in the bore 4 of the housing 2 is formed, the tooth flaps 7 by the peripheral Walls of the axial groove 5 prevented from loosening. The clamping disk 6 has in the present case Toothed lobes 7 which, even when not installed, point axially outwards at an angle. In this way the toothed lobes 7 of the clamping disc 6 can easily be installed in the bore 4 in the associated axial groove 5 be threaded.
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Im Rahmen der Erfindung kann die vorstehend beschriebene axiale Befestigung eines Maschinenelementes in der Bohrung eines Gehäuses abgeändert werden. Z.B. kann eine Anzahl von Zahnlappen am Umfang der Klemmscheibe 6 vorgesehen werden, welche größer als die Anzahl der in der Bohrung des Gehäuses 2 eingearbeiteten Axialnuten ist. In diesem Fall sind einige nicht in eine Axialnut eingreifende Zahnlappen vorhanden, die zwischen den Axialnuten angeordnet sind und sich infolge eigener Biegeelastizität in den plastisch verformbaren Kunststoff eingraben. Es ist somit möglich, herkömmliche Klemmscheiben zu verwenden, die im allgemeinen verhältnismäßig viele Zahnlappen aufweisen. Die in den Kunststoff des Gehäuses zwischen den benachbarten, längsverlaufenden Abschnitten 4A sich eingrabenden oder spielfrei gleitenden Zahnlappen verursachen eine zusätzliche Arretierung bzw. Zentrierung der Klemmscheibe 6 im Gehäuse.In the context of the invention, the above-described axial fastening of a machine element in the bore a housing can be modified. For example, a number of tooth lobes can be provided on the circumference of the clamping disk 6 which is greater than the number of axial grooves machined in the bore of the housing 2. In this case, there are some tooth lobes which do not engage in an axial groove and which are arranged between the axial grooves and which adjust as a result of their own flexural elasticity dig into the plastically deformable plastic. It is thus possible to use conventional clamping washers to use, which generally have a relatively large number of tooth flaps. The ones in the plastic of the housing between the adjacent, longitudinal sections 4A digging in or sliding free of play Toothed flaps cause an additional locking or centering of the clamping disk 6 in the housing.
Auch können die in die Bohrung 4 eingearbeiteten Axialnuten 5 von außen über die Seitenfläche IA nach innen derart durchgeführt sein, daß diese kurz hinter der Seitenfläche IA enden.The axial grooves machined into the bore 4 can also be used 5 to be carried out from the outside over the side surface IA inwardly so that this is just behind the End face IA.
Für den Fall, daß in der Bohrung 4 keine Axialnuten eingearbeitet sind, ist der Durchmesser des inneren Hüllkreises 3A der Wendel 3 genauso groß wie der Durchmesser der Bohrung 4 des Gehäuses 2. Die Klemmscheibe 6 ist dann lediglich durch die zwischen zwei benachbarte Windungen der Wendel 3 sich mehr oder weniger tief eingrabenden Zahnkanten gegenüber Losdrehen in der Bohrung 4 gesichert.In the event that no axial grooves are incorporated in the bore 4, the diameter of the inner Enveloping circle 3A of the helix 3 is just as large as the diameter of the bore 4 of the housing 2 is then only due to the more or less deep digging between two adjacent turns of the helix 3 Tooth edges secured against loosening in hole 4.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |