DE8104809U1

DE8104809U1 - Aus Kunststoff bestehendes einstückiges Lagergehäuse

Info

Publication number: DE8104809U1
Application number: DE8104809U
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Star Kugelhalter GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1981-02-20
Publication date: 1982-04-01

Description

Patentanwälte b^PL^iNG^fe^E^krMAiriN, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Deutsche Star Kugelhalter GmbH
Ernst-Sachs-Straße 90, D-8720 Schweinfurt 2

Aus Kunststoff bestehendes einstückiges Lagergehäuse

Die Erfindung betrifft ein aus Kunststoff, insbesondere glaskugelverstärktem Kunststoff bestehendes einstückiges Lagergehäuse mit einer zylindrischen Bohrung und einem die Einengung der Bohrung durch eine Spannvorrichtung gestattenden,bei der Herstellung durch Spritzen, Gießen oder Pressen mit mindestens einem überbrückungssteg gebildeten Spalt, wobei die Ausdehnung des überbrückungsstegs im Verhältnis zum Spalt gering bemessen ist.

Ein solches Lagergehäuse ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 51 648 bekannt.

Bei der bekannten Ausführungsform wird zwar der überbrückungs steg bei der Herstellung des Lagergehäuses unter gleichzeitiger Bildung des Spalts durch Spritzen, Gießen oder Pressen stehen gelassen um einerseits eine unbeabsichtigte Deformation des noch warmen oder noch nicht völlig ausgehärteten Lagergehäuses nach der Entnahme aus dem Herstellungswerkzeug zu verhindern und andererseits die Zerspanungsar- beit bei dem nachfolgenden Beseitigen des Stegs gering zu halten. In jedem Falle wird aber der Steg in einer später

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anschließenden Herstellungsphase vor der Gewinnung des gebrauchsfertigen Lagergehäuses durch ein Trennwerkzeug beseitigt.

5 Es wurde nun gefunden, daß man auf die Beseitigung des Steges bei entsprechender Bemessung desselben verzichten kann.

Demgemäß wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der überbrückungssteg am gebrauchsfertigen Gehäuse vorhanden und durch die Spannvorrichtung deformierbar ist.

Bevorzugt bemißt man den Steg derart, daß sich die beim Spannen des Lagergehäuses ergebende Deformation des Stegs zu einem wesentlichen Teil im Elastizitätsbereich abspielt, daß nach Wiederlösen der Spannvorrichtung eine ausreichende Entspannung oder Erweiterung der Bohrung eintritt, um . den gelagerten Körper aus der Lagerbohrung entnehmen zu können.

Wenn der zu lagernde Körper empfindlich ist, so kann der Uberbrückungssteg in solchem Abstand von der Bohrung angeordnet sein, daß auch bei der unter Spannung des Lagergehäuses zu erwartenden Deformation des Steges dessen Material nicht in die Bohrung hinein tritt. Die gleiche Maßnahme kann erwünscht sein, wenn zwar der zu lagernde Körper in sich nicht empfindlich ist, jedoch auf eine besonders exakte Achsflucht des zu lagernden Körpers gegenüber anderen Richtpunkten Wert gelegt wird.

Es ist aber auch denkbar, daß der Uberbrückungssteg an die Bohrung angrenzt, auf die Gefahr hin, daß er beim Spannen des Lagergehäuses verstärkt auf den zu lagernden Körper drückt. Dies kann unter Umständen sogar sehr erwünscht sein, nämlich dann, wenn der zu lagernde Körper an seiner Mantelfläche eine Ausnehmung besitzt, was insbesondere bei Linearkugellagern durch die Ausformung von Kugellaufflächen an

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der jeweiligen Innenseite vorkommt. In diesem Falle kann man eine solche Ausnehmung des Mantelbereichs des zu lagernden Körpers in den Spaltbereich legen, so daß dann der überbrückungssteg bei Deformation unter Spannung in die Ausnehmung hineintreten kann und dabei ggf. eine Drehsicherung des zu lagernden Körpers gegenüber dem Lagergehäuse übernehmen kann.

Es kann dabei schon bei der Herstellung des Lagergehäuses mit dem überbrückungssteg dieser so vorgeformt werden, daß er beim nachfolgenden Spannen des Lagergehäuses eine bevorzugte Ausweichrichtung auf die Ausnehmung des zu lagernden Körpers hin besitzt.

Für die Anordnung des Überbrückungsstegs bezüglich des Lagergehäuses kommen insbesondere fertigungstechnische Gesichtspunkte beim Gießen, Spritzen und Pressen in Betracht. Es ist möglich, einen oder mehrere überbrückungsstege parallel zur Achse der Bohrung verlaufen zu lassen.

Es ist aber auch möglich, einen oder mehrere Uberbrückungsstege senkrecht zur Achse der Bohrung verlaufen zu lassen, wobei in diesem Fall die überbrückungsstege bevorzugt in den Bereich etwaiger Verstärkungsrippen an der Außenseite des Lagergehäuses .gelegt werden.Man kann auch parallel und senkrecht zur Bohrungsachse verlaufende Stege miteinander kombinieren etwa in Form eines zusammenhängenden U-förmigen Steges, der mit einem ersten Abschnitt parallel zur Achse der Bohrung und mit zwei weiteren Abschnitten im wesentlichen senkrecht zur Achse der Bohrung verläuft.

Der erfindungsgemäß zur Anwendung kommende Überbrückungssteg kann im Gegensatz zu der bekannten Ausführungsform nach der DE-OS 22 51 648_fggf. im Zusammenwirken mit axialen Abdeckmitteln, eine Schmutz- und Schmiermittelabdichtung der Bohrung ergeben, insbesondere wenn er sich über die ganze axiale Länge des Spalts erstreckt.

Der Uberbrückungssteg kann bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform insofern eine noch weitere Funktion übernehmen, als er den Widerstand des Lagergehäuses beim Spannen beeinflußt. Es kommt vor, daß man beim Spannen an der Spannvorrichtung, etwa einem Schraubspannboizen, eine größere Spannkraft erzeugen will, als man sie dem zu lagernden Körper zumuten kann oder zumuten will. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, daß der uberbrückungssteg in seiner Kompressibilität derart bemessen ist, daß sich unabhängig von den auf dem gelagerten Körper wirkenden Einspannkräften eine gewünschte Spannung in der Spannvorrichtung ergibt. Eine solche Spannung kann erwünscht sein, • um ini Falle einer auf Verschraubung beruhenden Spannvorrichtung eine Schraubensicherung zu bewirken.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:

Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht des Lagergehäuses teilweise im Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Lagergehäuses gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II der Fi^. 1;

Fig. 3 einen Ringdeckel in einem axialen Längsschnitt entsprechend dem des linken Ringdeckels in Fig. 4, mit eingesetzter, ebenfalls geschnittener Dichtung, von der ein Teil weggebrochen ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Lagergehäuses entsprechend der in Fig. 2 gezeigten Seitenansicht, jedoch teilweise im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und in Verbindung mit den zugehörigen, mit Dichtungsringen versehenen stirnseitigen Ringdeckeln sowie einem Spannglied und einer eingesetzten Kugelbüchse;

Fig. 5, 6 und 7 mögliche Ausbildungen und Anordnungen des Steges in einer ausschnittsweisen Darstellung gemäß Fig. 1;

Fig. 8 eine Seitenansicht entsprechend der Fig. 7;

und

Fig. 9 einen unter Spannung verformten Steg bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1, 2 und 4 zeigen ein allgemein mit 1 bezeichnetes, einstückiges Stehlagergehäuse zur Aufnahme einer Lagerbüchse und insbesondere einer Kugelbüchse, d.h. eines Kugellagers zur translatorisch verschiebbaren Lagerung einer Welle. Dieses Lagergehäuse 1 umfaßt einen im wesentlichen ringzylindrischen Körper 2 mit einer Bohrung 3 zur Aufnahme der Kugelbüchse 4 (Fig. 4). Zwei Füße 5 und 6 sind mit dem Umfang des ringzylindrischen Körpers 2 verbunden und dienen zur Abstützung und Befestigung des Lagergehäuses auf einer ebenen Unterstützungsfläche. Zu diesem Zweck sind die Füße 5 und 6 mit je einer Bohrung 8 bzw. 10 versehen, durch die sich Befestigungsschrauben erstrecken können. Zur Versteifung sind am Lagergehäuse Rippen ausgebildet, die sich radial von dem ringzylindrischen Körper 2 und in Umfangsrichtung um denselben erstrecken. An den axialen bzw. stirnseitigen Enden des ringzylindrischen Körpers 2 erstrecken sich Randrippen 12 und 14 um den oberen Bereich und Randrippen 16 und 18 um den unteren Bereich und enden jeweils an den Füßen 5 und 6 des Stehlagers und sind mit diesen verbunden. Zwischen den oberen Randrippen 12 und 14 und parallel zu diesen erstreckt sich über den obersten Teil des Umfangs des ringzylindrischen Körpers 2 eine weitere Versteifungsrippe 20.

5 Zur Befestigung von Ringdeckeln 30 (Fig. 3 und 4) umfaßt das Lagergehäuse 1 an seinen Stirnseiten einstückig damit ausgebildete, die Bohrung 3 verlängernde ringzylindrische

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Ansätze 32 und 34, die an ihrem äußeren Umfang in einem Abstand von der Stirnseite des Lagergehäuses einen Ringwulst 36 bzw. 38 aufweisen.

Eine Seite des Lagergehäuses ist durch einen Spalt 22 soweit getrennt, daß nur ein relativ schmaler Uberbrückungssteg 64 stehen bleibt, der im wesentlichen in einer die Achse der Bohrung 3 enthaltenen sich parallel zu der ebenen Unterstützung erstreckenden Ebene liegt.

An der teilweise aufgetrennten Seite des Lagergehäuses erstreckt sich zwischen den Randrippen 12 und 14 parallel zu diesen ein vertikaler Ansatz 25, an dem ringzylindrischen Körper 2, durch diesen Ansatz verläuft senkrecht zur Ebene des die Gehäusewandung schwächenden Spalts 22 ein Kanal 26, der im unteren Teil des Lagergehäuses in einer sechskantigen Ausnehmung 28 mündet. Diese Ausnehmung 28 ist dazu bestimmt, eine nicht gezeigte Sechskantmutter aufzunehmen und gegen Drehungen relativ zum Lagergehäuse festzuhalten. Die Sechskantmutter wirkt mit einem sich durch die Bohrrung 26 erstreckenden Spannglied in Form eines Schraubbolzens 27 (Fig. 4) zusammen, um den Uberbrückungssteg 64 unter elastischer Verformung soweit zusammenzudrücken, daß eine in die Gehäusebohrung 3 eingesetzte Kugelbüchse 4 radial spielfrei eingestellt bzw. vorgespannt werden kann.

Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ringdeckel 30 weist die Form einer Kappe bzw. Schale auf, die eine zentrale runde öffnung 42 zum Durchtritt der nicht gezeigten Welle besitzt. Im Inneren des Ringdeckels ist um die öffnung 42 herum eine Aufnahme für einen Dichtungsring 44 vorgesehen. Die Aufnahme umfaßt eine Ringschulter 45 und sechs um den Umfang verteilte Rippen 46, mit je einer axialen Kante 48 an der der Dichtungsring 44 mit seinem Außenumfang anliegt. Jede Rippe 46 weist ferner eine radiale Kante 50 auf, die sich so weit nach innen erstreckt, daß sie, wenn der' Ring-

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deckel 30 am Lagergehäuse 1 befestigt ist, mit der in die Bohrung 3 des Lagergehäuses eingesetzten Kugelbüchse 4 zusammenwirkt, um sie axial festzulegen. Der Dichtungsring 44 wird in axialer Richtung zwischen dem Ringdeckel und der Kugelbüchse 4 festgehalten.

Ein ringzylindrischer Abschnitt 52 des Ringdeckels 30 besitzt einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Aiißendurchmesser des Riugwulstes 36 bzw. 38 an den ringzylindrischen Ansätzen 32 und 34 des Lagergehäuses 1.

In dem ringzylindrischen Abschnitt 52 des Ringdeckels 30 ist am Innenumfang eine flache Umfangsnut 54 mit gerundetem Querschnitt zur Aufnahme des Ringwulstes 36 bzw. 38 des Lagergehäuses 1 vorgesehen. Der Ringdeckel 30 besteht aus einem elastischen Kunststoffmaterial. Der ringzylindrische Abschnitt 52 des Ringdeckels kann sich daher beim Überschieben über den Ringwulst 36 bzw. 38 federnd ausdehnen, bis die innere Umfangsnut 54 auf den Ringwulst bzw. 38 einrastet.

Der Dichtungsring 44 besteht aus einem elastischen Material und besitzt eine Dichtlippe 60, die mit der im Lagergehäuse 1 gelagerten, nicht gezeigten Welle zusammenwirkt, um das Schmiermittel in der Kugelbüchse 4 zurückzuhalten und das Eindringen von Schmutz in die Kugelbüchse 4 zu verhindern. Wenn der Ringdeckel sich an seinem Platz am Lagergehäuse befindet, wirkt die Lagerbüchse 4 mit dem Dichtungsring 44 zusammen, um diesen axial festzulegen.

In der Fig. 5 ist die Ausbildung des überbrückungsstegs im Ausschnitt noch einmal dargestellt. Man erkennt, daß sich der Überbrückungssteg 64 lediglich längs des Innenumfangs der Bohrung 3 erstreckt und einen Teil der Innenumfangsflache der Bohrung 3 bildet. In dieser Ausführungsform wird sich der überbrückungssteg 64 bevorzugt in Richtung nach rechts ausbeulen, wenn das Gehäuse 1 gespannt wird, weil er bei einem Ausbeulversuch nach links gegen den zu lagernden Körper stößt.

Bei der Ausführungsfprm nach Fig. 6 ist der Überbrückungssteg 164 von der Lagerbohrung 3 weg versetzt, so daß er beim Spannen nicht in Kollision mit dem in der Lagerbohrung aufgenommenen Körper treten kann, gleichgültig, ob er sich nach rechts oder nach links ausbeult.

Dies gilt auch für die Ausführungsform der Fig. 7, wo man einen dem Überbrückungssteg 164 der Fig. 6 entsprechenden Überbrückungssteg 264 erkennt. Dieser Überbrückungssteg 264 setzt sich aber hier in zusätzlichen Überbrückungsstegen 265 fort? die zusammen mit dem Überbrückungssteg 264 eine U-Konfiguration ergeben. Die überbrückungsstege 26 4 und 265 sind auch in Fig. 8 zu erkennen. Man sieht dort, daß sich die überbrückungsstege 26 5 im Bereich der Rippen 12, 14 befinden.

In Fig. 9 erkennt man einen in der Lagerbohrung 3 gelagerten Körper 80, welcher eine achsparallel verlaufende Ausnehmung 82 aufweist. Der überbrückungssteg 64 ist hier in die Bohrung 3 hinein ausgebeult, so daß er in die Ausnehmung 82 eintaucht und ggf. eine gewisse Drehsicherung des gelagerten Körpers 80 bilden kann, weil man natürlich auch dafür sorgen kann, daß die Ausnehmung 82 von dem überbrükkungssteg 64 vollständig ausgefüllt wird. Fig. 9 zeigt den Zustand unter Spannung in Richtung des Pfeiles 84. Vor Anlegen der Spannung entspricht die Steg-Konfiguration derjenigen von Fig. 1 und 5. Es kann aber auch der überbrückungssteg 64 in Fig. 9 schon vor der Anlegung der Spannung eine gewisse Wölbung radial einwärts besitzen, so daß er sich zwangsläufig in die Ausnehmung 82 hinein bewegt, wenn Spannung angelegt wird.

Das Gehäuse ist aus vorzugsweise glaskugelverstärktem Kunststoff mittels Spritzguß hergestellt. Die Glaskugeln haben einen Durchmesser, der etwa dem der sonst verwendeten Glasfasern entspricht. Der Spalt 22 und der überbrückungssteg 64 entstehen beim Spritzgießvorgang ohne daß eine spannab-

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hebende Bearbeitung erforderlich ist. Der überbrückungssteg kann bei einer Gehäusebohrung von 20 mm Durchmesser eine Dicke von 0,5 bis 1 mm aufweisen; er verhindert ein Verziehen des Gehäuses bis zu dessen Einbau. Der Uberbrückungsstegquerschnitt wird natürlich variiert je nach Einsatzzweck und je nach der Spannung, die man in dem Bolzen 27 erzeugen will.

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Deutsche Star Kugelhalter GmbH Ernst-Sachs-Straße 90, D-8720 Schweinfurt

Zusammenfassung:

Aus Kunststoff bestehendes einstückiges Lagergehäuse

Bei einem Lagergehäuse aus Kunststoff mit einer zylindrischen Bohrung und einem die Einengung der Bohrung durch eine Spannvorrichtung gestattenden Spalt soll an gebrauchsfertigen Lagergehäusen der Spalt durch einen überbrückungssteg überbrückt sein, welcher durch eine Spannvorrichtung deformierbar ist. Dabei soll der Spalt und der überbrückungssteg im Zuge der Herstellung des Lagergehäuses durch Spritzen, Gießen oder Pressen gebildet sein.

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Claims

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1. Aus Kunststoff, insbesondere glaskugelverstärktem Kunststoff, bestehendes einstückiges Lagergehäuse mit einer zylindrischen Bohrung und einem die Einengung der Bohrung durch eine Spannvorrichtung gestattenden, bei der Herstellung durch Spritzen, Gießen oder Pressen mit mindestens einem Uberbrückungssteg gebildeten Spalt, wobei die Ausdehnung des überbrückungsstegs im Verhältnis zum Spalt gering bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der uberbrückungssteg (64) am gebrauchsfertigen Lagergehäuse (1) vorhanden und durch die Spannvorrichtung (27) deformierbar ist.

2. Lagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der uberbrückungssteg (164) Abstand von der Bohrung

(3) besitzt.

3. Lagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberbrückungssteg (64) , insbesondere bei Aufnahme eines zu lagernden Körpers (80) in der Bohrung (3), welcher im Spaltbereich eine Ausnehmung (82) in

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seiner Mantelfläche besitzt, an die Bohrung (3) angrenzt und - ggf. - nach Aufbringen der Spannung (84)
in die Ausnehmung (82) eintaucht.

4. Lagergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Überbrückungssteg (64) bei der Herstellung derart vorgeformt ist, daß er zwangsläufig in die Ausnehmung (82) eintaucht.

5. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungssteg (64) parallel zur Achse der Bohrung (3) verläuft.

6. Lagergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Überbrückungssteg (264, 265) U-förmig verläuft mit einem ersten Abschnitt (264) parallel zur Achse der Bohrung (3) und zwei weiteren Abschnitten (265) im wesentlichen senkrecht zur Achse der Bohrung (3).

7. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungssteg (64) über
die gesamte Länge des Spalts (22) in Richtung der Bohrungsachse verläuft.

8. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungssteg (64) in seiner Kompressibilität derart bemessen ist, daß sich unabhängig von den auf dem gelagerten Körper wirkenden
Einspannkräften eine gewünschte Spannung in der Spann-Vorrichtung (27) ergibt.

9. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der überbrückungssteg (64) ggf. im Zusammenwirken mit axialen Abdeckmitteln (30, 44) eine Schmutz- und Schmierabdichtung der Bohrung (3) bewirkt.