DE1010335B

DE1010335B - Tolerance ring for inserting bearings

Info

Publication number: DE1010335B
Application number: DEL18384A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Fleckenstein
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-03-25
Filing date: 1954-03-25
Publication date: 1957-06-13

Description

Toleranzring zum Einsetzen von Lagern Toleranzringe werden sowohl zur elastischen Lagerung von Wellen, zum Ein- und Aufsetzen von Lagern, als auch zur drehfesten Befestigung zwischen Welle und Nabe verwendet.Tolerance ring for inserting bearings Tolerance rings are both for the elastic mounting of shafts, for inserting and placing bearings, as well as used for non-rotatable fastening between shaft and hub.

Ihrem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend sind verschiedene Ausführungen bekanntgeworden. So zur elastischen Lagerung von Wellen axial oder radial ausgebogene oder gewellte Hülsen als Einlage zwischen Lager und Lagerring. Sie haben die Aufgabe, Wärmespannungen und Verkantungen auszugleichen oder auch Lagergeräusche zu dämpfen. Die von ihnen bewirkte Pressung zwischen Lager und Lagerträger ist naturgemäß so gering, daß sie nicht ausreicht, um das Lager gegen Axialverschiebungen als auch gegen Drehung zu sichern. Es müssen dafür zusätzliche Mittel verwendet werden. Wohl sind dafür Ausführungen bekanntgeworden, die die elastische Einlage gegen axiale Verschiebung zum Lager sichern, aber nicht gleichzeitig gegen axiale Verschiebung zum Lagerträger. Damit wird das Lager durch sie in axialer Richtung nicht gehalten.There are different versions according to their respective purpose known. Axially or radially curved axially or radially for the elastic mounting of shafts or corrugated sleeves as an insert between the bearing and the bearing ring. You have the task To compensate for thermal stresses and tilting or to dampen bearing noises. The pressure caused by them between the bearing and the bearing bracket is naturally so little that it is insufficient to hold the bearing against axial displacement as well secure against rotation. Additional funds must be used for this. Well versions have become known for this, which the elastic insert against axial Secure displacement to the bearing, but not at the same time against axial displacement to the bearing bracket. So that the bearing is not held by them in the axial direction.

Die zum Ein- und Aufsetzen von Lagern verwendeten Toleranzringe dienen zum Ausgleich der Toleranzen zwischen Welle und Lager bzw. zwischen Lager und Lagerträger, um einen festen Sitz des Lagers zu garantieren. Die dabei auftretende Pressung, gleichgültig, ob elastisch oder plastisch verformende Toleranzringe verwendet werden, ist zwangläufig sehr hoch und hängt außerdem von dem jeweils zu überbrückenden Toleranzfeld ab. Infolge des Festsitzes durch radiale Pressung erübrigt sich die Sicherung gegen axiale Verschiebung. Dit Verwendung von Toleranzringen zum Ein- und Aufsetzen von Lagern muß deshalb in allen jenen Fällen scheitern, in welchen die auftretenden Drücke nicht mehr mit Sicherheit aufgenommen werden können, wie dies bei Lagerschilden aus Kunststoff oder Preßstoff der Fall ist. Wird jedoch der Druck zu gering, so besteht andererseits auch die Gefahr, daß das Lager nicht mehr genügend fest in seinem Sitz gehalten wird.The tolerance rings used for fitting and placing bearings are used to compensate for the tolerances between shaft and bearing or between bearing and bearing bracket, to guarantee a tight fit of the bearing. The resulting pressure, regardless of whether elastic or plastic deforming tolerance rings are used, is inevitably very high and also depends on the tolerance field to be bridged away. As a result of the tight fit due to radial pressure, there is no need to secure against axial displacement. The use of tolerance rings for fitting and fitting Storage must therefore fail in all those cases in which the Pressures can no longer be absorbed with certainty, as is the case with end shields made of plastic or molded material is the case. However, if the pressure is too low, so On the other hand, there is also the risk that the bearing is no longer firmly in place is held in its seat.

Für die Toleranzringe zur drehfesten Befestigung zwischen Welle und Nabe gilt dasselbe in verstärktem Maße. Mit Toleranzringen der bekannten Art ist deshalb das gegen seitliches Verschieben gesicherte Einsetzen von Lagern in aus Kunststoff oder Preßstoff bestehenden Naben, wie sie häufig im Elektromaschinenbau als Lagerbügel oder Lagerplatte vorkommen, nicht möglich.For the tolerance rings for non-rotatable attachment between the shaft and Hub the same applies to a greater extent. With tolerance rings of the known type is therefore the use of bearings secured against lateral shifting in off Plastic or molded plastic hubs, as they are often used in electrical engineering occur as bearing bracket or bearing plate, not possible.

Um ein solches Einsetzen von Lagern in weniger zug- und druckfeste Lagerteile mittels Toleranzringen zu ermöglichen, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Elastizität der Toleranzringe in an sich bekannter Weise, z. B. durch Schwächung der Blechstärke, so weit zu erhöhen, als es die Lagerbelastung zuläßt, und diese Schwächung durch eine Sicherung, sowohl des Ringes als auch des Lagers gegen seitliches Verschieben, z. B. durch Erhöhung der Haftfähigkeit infolge Aufrauhens oder durch Bildung eines Formschlusses zu kompensieren.To such an insertion of bearings in less tensile and compressive strength To enable bearing parts by means of tolerance rings is therefore proposed according to the invention, the elasticity of the tolerance rings in a known manner, for. B. by weakening the sheet thickness to increase as much as the bearing load allows, and this Weakening by a fuse, both of the ring and of the bearing against the side Move, e.g. B. by increasing the adhesion due to roughening or by To compensate for the formation of a form fit.

Damit wird der Verwendungsbereich des an sich bekannten Verfahrens, mittels Toleranzringen Lager einzusetzen, der bisher auf Naben aus Stahl oder Metall beschränkt war, außerordentlich erweitert. Das bei Naben aus Preßstoff oder Kunststoff notwendige Einpressen oder Einspritzen von Stahlringen entfällt. Außerdem übernimmt hier der Toleranzring bei Naben aus Kunststoff den Ausgleich für die Maßschwankungen infolge hygroskopischer Eigenschaften.This is the area of use of the method known per se, Using tolerance rings to use bearings that were previously on hubs made of steel or metal was limited, greatly expanded. This is the case with hubs made of molded material or plastic there is no need to press in or inject steel rings. Also takes over here the tolerance ring for hubs made of plastic to compensate for the dimensional fluctuations due to hygroscopic properties.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Toleranzringes. Nach Fig. 1 ist die äußere Mantelfläche des Toleranzringes durch Rändel, Kreuzrändel oder Kordel aufgerauht, um die Haftung in einem Konstruktionsteil aus verhältnismäßig weichem Werkstoff, wie Leichtmetall, Isolierpreßstoff oder Kunststoff, zu erhöhen. Ob die Kordelung oder auch Rändelung bzw. Kreuzrändelung über die ganze äußere Manteloberfläche geht oder nur streifenweise auf den äußeren Wellenbergen des gewellten Toleranzringes ausgeführt ist, hängt allein von der Fertigung ah und ist für die Wirkung praktisch gleichgültig.The drawing shows various embodiments of the invention Tolerance ring. According to Fig. 1, the outer surface of the tolerance ring is through Knurls, cross knurls or roughened cord to ensure adhesion in a structural part made of relatively soft material, such as light metal, molded insulating material or plastic, to increase. Whether the cord or knurling or cross knurling over the whole outer mantle surface goes or only strips on the outer wave crests of the corrugated tolerance ring is executed depends solely on the production ah and is practically indifferent to the effect.

Um das Lager gegen seitliche Auswanderung zu halten, genügt, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein leichtes Anbördeln der Ränder des Toleranzringes nach innen, entsprechend der Abrundung der Kanten am Lager, ()der, wenn der Toleranzring etwas breiter ausgeführt wird, eine an den Rändern nach innen durchgedrückte Rille. In beiden Fällen ist das Lager infolge der erhöhten Elastizität des Toleranzringes noch ohne Schwierigkeit in den in die Lagerbohrung eingelegten Toleranzring einzudrücken. Den Toleranzring sowohl auf seiner Außenmantelfläche als auch auf seiner Innenfläche aufzurauhen, gegebenenfalls verschieden zur Außenfläche z. B. feiner, ist ohne weiteres möglich, wenn auch durch diese Aufrauhung auf der Innenseite gegenüber dem gehärteten Stahl des Kugellagers nicht die gleiche Erhöhung der Reibung und damit der Haftung des Lagers zu erwarten ist.In order to keep the camp against lateral emigration, it is sufficient, as in Fig. 2 is shown after a slight flanging of the edges of the tolerance ring inside, according to the rounding of the edges on the bearing, () the if the tolerance ring is made slightly wider, a groove pushed inwards at the edges. In both cases, the bearing is due to the increased elasticity of the tolerance ring can still be pressed into the tolerance ring inserted in the bearing bore without difficulty. The Tolerance ring both on its outer circumferential surface and on its inner surface to roughen, possibly different to the outer surface z. B. finer, is readily available possible, albeit due to this roughening on the inside compared to the hardened one The steel of the ball bearing does not have the same increase in friction and therefore in adhesion of the camp is to be expected.

Besteht der Lagerkörper aus gegenüber Stahl sehr weichem Werkstoff, so kann vorteilhaft eine Girlandenform nach Fig. 3 gewählt werden, bei der die Kanten nach außen liegen. Die Kanten werden sich hierbei bis zu einem gewissen Grad in den Werkstoff eindrücken, so daß dadurch der Toleranzring verankert wird. Die Wirkung dieser Verankerung gegen seitlich axiale Verschiebung wird durch einmalige oder mehrmalige Unterbrechung der Kanten nach Fig. 4 erhöht. Die Unterbrechung kann durch Sägen oder Schleifen geschehen.If the bearing body is made of a very soft material compared to steel, a garland shape according to FIG. 3 can advantageously be selected in which the edges lying on the outside. The edges will be turned in to some extent press in the material so that the tolerance ring is anchored. The effect this anchoring against lateral axial displacement is by one-time or repeated interruption of the edges according to FIG. 4 increased. The interruption can go through Sawing or grinding is done.

Eine weitere Möglichkeit, die Toleranzringe trotz ihrer erhöhten Elastizität festzusetzen, ist durch Rillen oder Lappen gegeben. Damit scheidet die Reibung als Haftmittel ganz aus, und an ihre Stelle tritt der wirkungssichere Formschluß. So kann nach Fig. 5 und 6 der gewellte Toleranzring mit einer oder mehreren nach außen durchgedrückten Rillen versehen werden, die in entsprechende Rillen der Lagerbohrung eingreifen. Um die Elastizität des Toleranzringes nicht zu vermeiden, kann das Durchdrücken der Rillen auf die Außenwellenberge beschränkt bleiben, so daß also die Rillen unterbrochen erscheinen. Die Verankerung zum Lager kann, wie vorerwähnt, durch Anbördeln der Ränder oder durch nach innen gedrückte Rillen geschehen.Another possibility is the tolerance rings despite their increased elasticity to fix is given by grooves or flaps. This separates the friction as Adhesive completely out, and in its place comes the more effective form fit. So can according to Fig. 5 and 6, the corrugated tolerance ring with one or more to the outside Pressed-through grooves are provided in the corresponding grooves of the bearing bore intervention. In order not to avoid the elasticity of the tolerance ring, it can be pushed through of the grooves remain limited to the outer wave peaks, so that the grooves are interrupted appear. The anchoring to the camp can, as mentioned above, by flanging the Edges or through grooves pressed inwards.

Eine andere Art formschlüssiger Verankerung ist nach Fig. 7 durch umzubiegende oder umgebogene Lappen an den Rändern der Toleranzringe gegeben. Toleranzringe dieser Art werden mit Vorteil bei leichter offener Bauweise zu verwenden sein bzw. ermöglichen erst eine leichte Bauweise. Die Lappen können jedenfalls auf einer der Randseiten vorgebogen sein. Liegt die Verwendung und die Montage für ein bestimmtes Gerät fest, so können entweder die nach außen oder die nach innen gerichteten Lappen beidseitig vorgebogen sein, so däß bei der Montage nur eine Lappenreihe umzubiegen ist. Ob die Toleranzringe mit den Lappen gehärtet und diese nach der Härtung, soweit sie noch zu biegen sind, ausgeglüht werden oder ob nur die Toleranzringe selbst, ohne die Lappen, etwa durch Induktionshärtung, gehärtet werden, ist von den technischen Fertigungseinrichtungen abhängig. Eine Kombination der beschriebenen Ausführungen, z. B, zwischen Aufrauhung der äußeren Mantelfläche und nach innen gebogenen Lappen od. dgl., ist möglich und kann für besondere Fälle sogar sehr zweckmäßig sein.Another type of positive anchoring is shown in FIG To be bent or bent flaps are given at the edges of the tolerance rings. Tolerance rings of this type are to be used with advantage in lightly open construction or enable a lightweight construction. In any case, the lobes can be placed on one of the Edge sides be pre-bent. Lies the use and assembly for a particular If the device is fixed, either the outward or the inward-facing lobes can be used be pre-bent on both sides, so that only one row of tabs has to be bent over during assembly is. Whether the tolerance rings hardened with the tabs and this after hardening, so far they can still be bent, annealed or whether only the tolerance rings themselves, without the flaps being hardened, for example by induction hardening, is of the technical nature Production facilities dependent. A combination of the versions described, z. B, between the roughening of the outer jacket surface and the lobes bent inwards or the like, is possible and can even be very useful for special cases.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Tolerance ring for inserting bearings in little Tensile or pressure-resistant bearing parts, characterized in that its elasticity in in a manner known per se, for. B. increased so far by weakening the sheet thickness is than the bearing load allows, and that this weakening is compensated by securing the ring and the bearing against lateral displacement, e.g. B. by increasing the adhesiveness as a result of roughening or by forming a Form fit.

2. Tolerance ring according to claim 1 in a corrugated shape, characterized in that that it is wholly or partially on both sides, and only on the crests of the waves is provided with knurls, cross knurls or cords (Fig. 1).

3. Tolerance ring after Claim 1, characterized in that only the outer jacket surface is wholly or partially is provided with knurls, cross knurls or cords and the side edges inwards are flanged (Fig. 2).

4. tolerance ring according to claim 1, characterized in that that he is in a known manner garland shape with outwardly lying edges and that the edges may be interrupted once or several times (Figures 3 and 4).

5. Tolerance ring according to claim 1 in a corrugated shape, characterized in that that it is interrupted with one or more circumferential, possibly in the wave troughs, outwardly or inwardly raised grooves in corresponding grooves of the bearing bore engage, and at its edges with an inwardly or outwardly raised one Groove is provided (Fig. 5 and 6).

6. tolerance ring according to claim 1 in a corrugated shape, characterized in that; that it is provided at its edges in a staggered arrangement with outwardly as well as inwardly bent or bent flaps (FIG. 7). Considered publications: German Patent Specifications No. 903 762, 851 865, 83-r 477; Austrian Patent No. 174 257; British Patent No. 620,566; French patent specification No. 949 849.