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Kunststofflager
DieErfindung betrifft einKunststofflager mit in das Gehäuse eingespritzter Lager-Büchse, die in Nuten des Gehäuses eingreift und eine konvexe Lauffläche hat. Solche Kunststofflager werden im feinmechanischen Apparatebau verwendet und sind ohne Nachbearbeitung der Laufflächen gebrauchsfertig.
Bei derartigen Kunststofflagern sind in die den Kunststoff aufnehmenden Gehäuseflächen Nuten mit rechteckigem, trapezförmigem oder Kreisquerschnitt zur Verankerung der Lager-Büchse eingearbeitet, wodurch ein Ablösen derselben beim Schwinden desKunststoffes bzw. beim Durchlaufen der betriebsmässigen Temperaturzyklen verhindert wird.
Im feinmechanischen Apparatebau ergeben sich bei Fertigung von Kunststofflagern durch Spritzen, Schleudern usw. Schwierigkeiten, die vor allem durch die Kleinheit der Teile bedingt sind. So können z. B. bei Lager-Herstellen in Platinen u. dgl. nicht mehrere Nuten in die Innenfläche der die Lager-Büchse aufnehmenden Gehäuse-Öffnung mit einigermassen vertretbarem Aufwand eingearbeitet werden ; man muss sich daher meist mit einer einzigen Radialnut begnügen, die zwangsläufig etwa in der Mitte des Lagers liegt und gegenüber seinen übrigen Dimensionen verhältnismässig gross ist ;
dadurch ergibt sich aber bei dieser Lagerart ein wesentlicher Nachteil, weil sich an der Stelle der Materialanhäufung in der Nut der Schwund des Kunststoffes mehr auswirkt als an den Lagerenden, an denen sich der Kunststoff infolge der Materialspannungen ablöst, so dass dann bei der fertigenKunststofflager-Büchse die Lauffläche nicht mehr zylindrisch, sondern"konkav"bombiert ist, wodurch sich bezüglich der Lagerbelastung und der Schmierung sehr ungünstige Verhältnisse ergeben.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei Kunststofflagern für den feinmechanischen Apparatebau zur Erzielung optimaler Betriebsverhältnisse der Lauffläche der Lager-Büchse etwa die Form eines koaxialen einschaligen Rotationshyperboloides zu geben, die im folgenden "konvexe" Lauffläche genannt wird.
Bei einer bekannten Lagerkonstruktion ist die metallische Lager-Büchse mit einer konvexen Lauffläche versehen, die mit einem schlauchförmigen Teflongewebe überzogen ist, das an den abgesetzten Büchsen-Enden durch einen Metallring radial verankert ist und sich an die konvexe Fläche eng anschmiegt.
Die Herstellung solcher Lager erfordert jedoch verhältnismässig komplizierte Werkzeuge sowie genaue Pass- arbeit und ausserdem kann beim Aufziehen der Ankerringe das Teflongewebe beschädigt werden und dann von den Enden her aufreissen.
Nach derErfindung werden nun beiKunststofflagern der eingangs beschriebenen Bauart sämtliche angeführten Nachteile dadurch behoben, dass im Lagergehäuse die Lager-Büchse aus Kunststoff an ihren Enden über den ganzen Umfang radial spielfrei verankert ist, wodurch beim Schwinden des Kunststoffes an den Enden eine geringere radiale Kontraktion gegen die Lagerachse zu eintritt als in der Mitte und so die konvexe Lauffläche entsteht.
In das Lagergehäuse sind zur radialen Verankerung der Lager-Büchse zweckmässig beiderseits ringförmige Nuten mit rechteckigem bzw. im wesentlichen trapezförmigem oder auch keilförmigem Querschnitt eingearbeitet.
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;tisch, ausgebildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Kunststofflagers ist die Lager-Büchse unabhängig vom
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Gehäuse durch allseitiges Umspritzen einer an den Enden aufgebördelten Hülse hergestellt, wobei die Ankerringe aussen zylindrisch bzw. prismatisch ausgebildet sind und die fertige Lager-Büchse in die entsprechend profilierte Gehäuseöffnung eingepresst ist.
Durch diese erfindungsgemässeAusgestaltungvonKunststofflagern werden die in der Lager-Büchse beim Schwinden des Kunststoffes wirksamen Kräfte in vorteilhafterWeise so gelenkt. dass sie sowohl eine sichere Ver- ankerung als auch eine günstige Formung der Büchse bewirken, so dass dadurch also die oben erwähnten Nachteile der bekannten Lagerkonstruktionen überraschend behoben werden und zugleich in besonders einfacher Weise die günstige konvexe Lauffläche und vor allem auch einwandfreie Laufruhe erzielt werden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Kunststofflagers dargestellt. Es zeigen Fig. 1 und 2 ein Lagergehäuse mit rechteckigen Nuten und anliegender Spritzform bzw. das zugehörige fertige Kunststofflager, jeweils in teilweisem Mittelschnitt ; Fig. 3 und 4 ein gleichartiges Lager mit trapezförmigen bzw. mit keilförmigen Nuten im Mittelschnitt (oben ohne Lager-Büchse) ; Fig. 5 und 6 ein Lager mit in das Gehäuse eingebördelter Hülse ;
Fig. 7 und 8 ein Lager mit in einer polygonalen Öffnung des Gehäuses eingebördelter zylindrischer Hülse im Querschnitt VII-VII der Fig. 8 bzw. im Mit- telschnitt VIII-VIII derfig. 7, Fig. 9 eine andere Variante desKunststofflagers ; und schliesslich Fig. 10 eine Ausführungsform als Einzellage.
In Fig. l bedeutet 1 ein Lagergehäuse, z. B. eine Platine, in das zwei Nuten 2 mit rauhen Innenflächen 3 eingearbeitet sind und das zusammen mit den Teilen einer Spritzform 4 einen Hohlraum 5 zur Aufnahme des Kunststoffes bildet.
Fig. 2 zeigt das Lagergehäuse 1 mit einer fertigen Kunststofflager-Büchse 6, die Verbindungsstege 7 und Ankerringe 8 aufweist, wobei die Ankerringe 8 in die Nuten 2 eingreifen, und die auf ihrer konvexen Lauffläche 9 eine Welle 10 trägt.
Die mit der Anordnung gemäss Fig. 1 hergestellte Kunststofflager-Büchse hat sich infolge des beim Erkalten eiÍ1getretenënschwundes nach Wegnahme derSpritzform in der in Fig. 2 dargestellten Weise ver-
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durch den Schwund hervorgerufenen Kräfte im Kunststoff bewirken nun einerseits, dass die Ankerringe 8 fest gegen die rauhen Innenflächen 3 der Nuten 2 gepresst werden. und so ein Verdrehen der Kunststofflager-Büchse im Lagergehäuse verhindern, anderseits, dass die Lauffläche 9 eine konvexe Form annimmt, weil die elastische Verformung der Kunststofflager-Büchse in der Lagermitte stärker in Erscheinung treten kann als an den verankerten Lagerenden. Eine Sicherung der Kunststofflager-Büchse gegen axiale Verschiebung ist durch die Verbindungsstege 7 gegeben.
In den folgenden Figuren werden für gleichwertige Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 verwendet.
Fig. 3 zeigt ein Lagergehäuse l, bei dem die Nuten 2 durch spanloses konisches Aufweiten der Bohrung des Lagergehäuses eine trapezähnliche Querschnittsform aufweisen, so dass sich ein noch besserer Halt der Ankerringe 8 in den Nuten 2 ergibt.
Fig. 4 zeigt einLagergehäuse l, bei dem die Nuten 2 keilförmig ausgebildet sind. womit sich für bestimmte Anwendungsfälle der Erfindung eine besonders billige Herstellungsweise des Gehäuseprofiles er-
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In Fig. 5 bedeutet 1 ein Lagergehäuse, in dessen Bohrung eine als Bestandteil des Lagergehäuses aufzufassende Hülse 11 durch eine wulstförmigeBördelung 12 festgesetzt ist, wobei wegen der Unregelmässig- keit des Verformungsgrates der Rand 16 der Bördelung 12 das Lagergehäuse 1 nur an wenigen Punkten berührt. DurchEindringen des aufgespritztenKunststoffes in die entstandenen Hohlräume 13 ist ein sehr guter Halt der Ankerringe 8 gewährleistet.
Fig. 6 zeigt ebenfalls einLagergehäuse l, in dessen Bohrung eine Hülse 11 durch konisches Aufweiten der Hülsenenden festgesetzt ist. Auch hier finden die Ankerringe 8 infolge der schrägen Flächen 3 einen guten Halt.
Die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 5 und 6 sind besonders für sehr dünnwandige Platinen geeignet, wenn auf sichere Lagerung und grosse Ölhaltung Wert gelegt wird.
In Fig. 7 und 8 bedeutet 1 ein Lagergehäuse, dessen zur Aufnahme des Lagers dienende Öffnung 14 eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform, z. B. die Form eines Polygons, einer Epizykloide, einer Hypozykloide oder eines Zahnkranzes aufweist. In Fig. 7 und 8 ist eine hexagonale Öffnung 14 dargestellt. In diese Öffnung ist eine als Kreiszylinder ausgebildete Hülse 11 eingefügt und durch konisches Aufweiten der Enden im Lagergehäuse festgesetzt.
Die in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 hergestellte KunststofflagerBüchse besitzt nun durch die entstandenen axialen Kunststoffstege 15 eine besonders gute Verankerung,
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wie sie bei hochbeanspruchten Lagern und grösserer Wanddicke der Kunststofflager-Büchse erwünscht ist.
Fig. 9 zeigt eine Kunststofflager-Büchse 6, die über eine an beiden Enden konisch aufgeweitete Hülse 11 in einer vom Lagergehäuse unabhängigen Form so gespritzt ist, dass die Ankerringe 8 zylindrische oder prismatische Aussenflächen aufweisen und die äussere Oberfläche der Hülse 11 bis auf einen durch einen Hülsenhalter derSpritzform ausgesparten Teil bedecken. Eine so ausgebildeteKunststofflager-Büchse kann als Einzelteil gefertigt und sodann in eine entsprechende zylindrische oder prismatische Bohrung (Öffnung) des Lagergehäuses 1 eingepresst werden, wobei durch die zwischen der Hülse 11 und dem Lagergehäuse wirksame Pressung der Ankerringe 8 ein sicherer Halt des Kunststofflagers im Lagergehäuse gewährleistet ist, ohne dass durch das Einpressen eine Veränderung der Lagertoleranz eintritt.
Fig. 10 schliesslich zeigt ein Kunststoff-Einzellager, bei dem das Lagergehäuse 1 als Einbauteil ausgebildet ist und in seinen äusseren Abmessungen den bisher üblichen metallischen oder nicht metallischen Einbaulagern entspricht.
Es sei hervorgehoben, dass das Lagergehäuse bei fertigungsgerechter Materialwahl sowohl aus metallischen als auch aus nicht metallischen Werkstoffen bestehen kann und dass auf jeder Seite desLagergehäuses mehrere konzentrische Nuten eingearbeitet sein können.
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