DE102005055237B4 - Device for fixing a bearing in a housing - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (9) zur Befestigung eines Lagers (1) in einem Gehäuse (2), mit einem Umformwerkzeug (22), welches eine Aufnahmebohrung (23) zur Anordnung des Gehäuses (2) darin aufweist, und mit einem Pressmittel, das über das Umformwerkzeug (22) auf das Gehäuse (2) radial führbar ist und über das das Gehäuse (2) mit dem Lager (1) miteinander verpressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9) eine Steckhülse (10) zum Einstecken in das Gehäuse (2) beinhaltet, die in Stecklage mit einer Schulter (12) an der Abschlusskante (13) des Gehäuses (2) anliegt und deren sich außerhalb des Gehäuses (2) befindliche Abschlusskante (16) an der Außenseite (17) angefast ist.Device (9) for fastening a bearing (1) in a housing (2), with a forming tool (22) having a receiving bore (23) for arranging the housing (2) therein, and with a pressing means via the forming tool (22) can be guided radially on the housing (2) and via which the housing (2) with the bearing (1) can be pressed together, characterized in that the device (9) has a plug-in sleeve (10) for insertion into the housing ( 2), which rests in the inserted position with a shoulder (12) on the terminal edge (13) of the housing (2) and their located outside the housing (2) located end edge (16) on the outer side (17) is chamfered.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Lagers in einem Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a device for fixing a bearing in a housing according to the generic term of claim 1.
Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
ist der
Aus
der
Die beiden miteinander zu verbindenden Bauteile sind jedoch jeweils für sich Fertigungstoleranzen unterlegen. Aufgrund des definierten Anschlages am Ringbund kann es vorkommen, dass das Lager axial aus dem Gehäuse herausragt. Dadurch ist ein Verstemmen nicht mehr möglich, so dass zum einen die bekannte Vorrichtung nutzlos ist und zum anderen das Lager durch die einseitige Fixierung einen unzureichenden Halt im Gehäuse aufweist.The however, both components to be joined together are each for themselves Inferior manufacturing tolerances. Due to the defined stop On the collar it can happen that the bearing protrudes axially out of the housing. As a result, caulking is no longer possible, so that on the one hand the known device is useless and the other by the camp the one-sided fixation has insufficient support in the housing.
Ferner
ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass auch bei hohen mechanischen Belastungen in relativ einfacher Weise ein sicherer Halt des Lagers im Gehäuse ermöglicht wird.Of the Invention is based on the object, a generic device to further develop that even at high mechanical loads in a relatively simple manner, a secure hold of the bearing is made possible in the housing.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 solved.
Aufgrund dessen, dass das Lager im Gehäuse mit diesem einen Reibschluss erhält, in dem das Gehäuse in der Vorrichtung in radialer Richtung nach innen umgeformt wird, wobei das Gehäuse an der Stelle des Lagers plastisch und das Lager elastisch radial nach außen rückfedernd eingeengt wird, spielen beim Befestigen des Lagers im Gehäuse axiale Fertigungstoleranzen keine Rolle. Auch radiale Fertigungstoleranzen fallen hinsichtlich der Ausführbarkeit der Befestigung des Lagers im Gehäuse nicht gravierend ins Gewicht. Besäße das Lager einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Gehäuses, könnte das Lager in das Gehäuse eingepresst werden, wodurch es im Gehäuse schon a priori einen recht guten Halt besitzt. Dadurch, dass auf jeden Fall ein Pressmittel der Vorrichtung über das Umformwerkzeug auf das Gehäuse radial geführt wird, entsteht zwischen Lager und Gehäuse eine ausreichend gute und endgültige Verpressung mit definierter Haltekraft. Infolge der Einstellung eines hohen Reibschlusses wird ein besonders sicherer dreh- und schiebefester Halt gewährleistet. Da Fertigungstoleranzen keine besonders große Rolle spielen, ist auch keine präzise Ausbildung der Konturen von Gehäuse und Lager erforderlich, was die Herstellungskosten der beiden Verbindungspartner und den damit verbundenen, apparativen Aufwand erheblich reduziert. Besondere Einrichtungen zur Positionierung des Lagers im Gehäuse, wie beispielsweise der bekannte Ringbund, entfallen in einfacher Weise.by virtue of its that the bearing in the housing receives a frictional connection with this, in which the case is deformed inward in the device in the radial direction, the case at the location of the bearing plastically and the bearing elastic radial outward resiliently is narrowed play when mounting the bearing in the housing axial manufacturing tolerances not matter. Also radial manufacturing tolerances fall in terms the feasibility the attachment of the bearing in the housing not seriously significant. Own the camp a larger outer diameter as the inner diameter of the housing, could the bearing pressed into the housing which makes it in the case already has a good stop a priori. Doing that on in any case, a pressing means of the device on the forming tool the housing guided radially becomes, between camp and housing a sufficiently good and final Compression with defined holding force. As a result of the setting a high degree of friction becomes a particularly safe turning and non-slip grip guaranteed. Since manufacturing tolerances are not particularly important, so too no precise Forming the contours of housing and bearing required what the manufacturing cost of the two connection partners and the associated equipment costs significantly reduced. Special arrangements for positioning the bearing in the housing, such as For example, the known collar, eliminated in a simple manner.
Vorteilhafter Weise kann sich der Reibschluss über die gesamte Länge des Lagers erstrecken. Hierdurch können in das Lager eingeleitete mechanische Kräfte noch besser aufgefangen werden, wobei sich die Kraft auf eine größere Fläche verteilt. Dies führt auch zu einer weiteren Verbesserung des Halts des Lagers im Gehäuse.Favorable Way, the frictional connection can over the entire length of the warehouse. This can be introduced into the warehouse mechanical forces be collected even better, with the force spread over a larger area. This leads as well to further improve the hold of the bearing in the housing.
Vorteilhafter Weise kann das Lager als Kugellager ausgebildet sein, das aus einem Außenring und einem Innenring sowie einem Kugeln tragenden Käfig besteht, der zwischen den Ringen angeordnet und von diesen gehalten ist. Der Außenring bildet dabei den Reibschluss mit dem Gehäuse. Durch die Lagerluft der Kugeln wird die von außen über den Außenring wirkende einengende Kraft aufgefangen, so dass keine Komprimierung des Innenrings auftritt, welche die Lagerfunktion des Innenrings massiv stören würde.Favorable Way, the bearing can be designed as a ball bearing, which consists of a Outer ring and an inner ring and a ball bearing cage, which is between the Rings arranged and held by these. The outer ring forms the frictional engagement with the housing. Due to the clearance of the Balls will be the outside of the outer ring absorbed catching force, so no compression of the inner ring occurs, which the bearing function of the inner ring massively disturb would.
Vorteilhafter Weise kann das Gehäuse, in dem das Lager angeordnet ist, ein Mantelrohr einer Kraftfahrzeuglenkung ist. Zum einen wird hier der Lenksäulenaufbau vereinfacht, da das Mantelrohr als Gehäuse für das Lager verwendet wird. Die Erfindung wirkt sich bei der Lenksäule besonders vorteilhaft aus, da bei einem Crash die Haltekräfte zum Erhalt des Lenkspindellagers besonders hoch sein müssen.Favorable Way, the housing, in which the bearing is arranged, a jacket tube of a motor vehicle steering is. On the one hand here the steering column structure is simplified because the jacket tube as a housing for the Stock is used. The invention particularly affects the steering column advantageous from because in a crash, the holding forces to obtain the steering shaft bearing have to be particularly high.
Vorteilhafter Weise kann das Lager an seiner Außenseite eine Vertiefung aufweisen, in die das Gehäuse formschlüssig hineinragt. Hierbei wird das Gehäuse in die Vertiefung des Lagers unter plastischer Ausbildung des Formschlusses gedrückt. Durch die Herstellung eines Formschlusses werden die Haltekräfte noch weiter gesteigert. Der Formschluss kann in einfacher Weise im Zuge der Ausbildung des Reibschlusses erzeugt werden, wobei das Gehäuse plastisch eingedrückt wird. Die Vertiefung kann vorteilhaft und verfahrensökonomisch bei Ausbildung des Lagers mit ausgebildet werden. Die Außenseite des Lagers ist dabei so gestaltet, dass sie lokal plastisch verformbar ist, wie beispielsweise durch eine Wandstärkenverringerung. Im Zuge der Einengung und des Erreichens des Reibschlusses an den umliegenden Stellen wird lokal eine bleibende Eindrückung am Gehäuse ausgebildet, wobei – wie schon erwähnt – mit dieser Eindrückung umformsynchron die Vertiefung geschaffen wird. Die Art der Vertiefung kann eine oder mehrere Mulden sein, die die Drehfestigkeit des Lagers im Gehäuse erhöhen. Alternativ ist es auch denkbar, eine Umfangsrille auszuformen.Advantageously, the bearing may have on its outer side a recess into which the housing projects in a form-fitting manner. Here, the housing is pressed into the recess of the bearing under plastic formation of the positive connection. By the Production of a positive connection, the holding forces are further increased. The positive connection can be generated in a simple manner in the course of the formation of the frictional connection, wherein the housing is plastically pressed. The depression can be advantageously and procedurally formed in training the camp with. The outside of the bearing is designed so that it is locally plastically deformable, such as by a wall thickness reduction. In the course of narrowing and reaching the frictional connection at the surrounding locations a permanent indentation is formed locally on the housing, wherein - as already mentioned - with this depression form-synchronous recess is created. The type of recess may be one or more wells that increase the rotational resistance of the bearing in the housing. Alternatively, it is also conceivable to form a circumferential groove.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet eine Steckhülse zum Einstecken in das Gehäuse, die in Stecklage mit einer Schulter an der Abschlusskante des Gehäuses anliegt und deren sich außerhalb des Gehäuses befindliche Abschlusskante an der Außenseite angefast ist. Da die Dichtungspakete bzgl. des Außendurchmessers des Gehäuses mit ihrem Innendurchmesser Untermaß aufweisen, wird durch die Anordnung einer an der Abschlusskante angefasten Steckhülse das Aufschieben des Umformwerkzeuges und damit der Dichtungspakete auf das Gehäuse ganz erheblich erleichtert. In Gebrauchslage liegen die Dichtungspakete mit Vorspannung am Gehäuse an und besitzen dadurch bereits vor Ausübung eines Fluidhochdrucks eine hohe Dichtfähigkeit. Die Steckhülse ist ein einfaches Bauteil und leicht zu handhaben. Sie wird nach der Umformung vom Gehäuse wieder abgezogen, so dass sie für mehrere hintereinander folgende Befestigungsvorgänge von Lager und Gehäuse eingesetzt werden kann. Des Weiteren dient auch die Steckhülse als Anschlag für das Lager zur Erzielung und Beibehaltung einer definierten Lage während der Umformung.The inventive device includes a socket to plug in the case, the in the inserted position with one shoulder against the end edge of the housing and theirs outside of the housing located final edge is chamfered on the outside. Because the Seal packages with respect to the outer diameter of the housing undersize with their inner diameter is determined by the Arrangement of a chamfered at the end edge of the plug Sliding the forming tool and thus the seal packages on the housing completely considerably relieved. In use position are the seal packages with preload on the housing As a result, they already have before the exercise of a fluid high pressure a high sealability. The socket is a simple component and easy to handle. She is after the deformation of the housing deducted again, leaving them for several successive mounting operations of bearing and housing are used can. Furthermore, the plug-in sleeve serves as a stop for the bearing to achieve and maintain a defined situation during the Forming.
Vorteilhafter Weise kann das Einengen durch Zusammenpressen des Gehäuses und des Lagers mittels eines fluidischen Außenhochdrucks erfolgen. In entsprechender Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 2 weist hierzu das Umformwerkzeug einen Radialkanal auf, der an der Aufnahmebohrung in einen das Gehäuse rings umgebenden Ringraum mündet und der zur anderen Seite an eine Fluidhochdruckerzeugungsanlage angeschlossen ist. Das Pressmittel ist in diesem Fall ein durch den Radialkanal zugeleitetes Druckfluid. Neben dem damit verbundenen einfachen Aufbau der Vorrichtung beinhaltet diese keine verschleißanfälligen kinematischen Bauteile. Des Weiteren entfallen hierbei auch massive Stosskanten von Pressstempeln, die beim Umformvorgang in Kontakt mit dem Gehäuse kommen und dieses dabei durch Abscherungen beschädigen können. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens ist somit sehr bauteileschonend. Da der Außenhochdruck in Umfangsrichtung allseitig wirken kann, kann für die Verbindung zwischen Gehäuse und Lager ein durchgängig umlaufender Reibschluss erzielt werden, was zudem über größere Lagerlängen in einfacher Weise möglich ist. Hierzu ist lediglich der Ringraum in seiner Abmessung entsprechend zu dimensionieren.Favorable Way, the concentration by compressing the housing and of the bearing by means of a fluidic external high pressure. In corresponding embodiment of the device according to the invention according to claim 2 has for this purpose the forming tool on a radial channel, the the receiving bore in a surrounding the housing annular space ends and the other side to a fluid high pressure generating plant connected. The pressing means is in this case a through the radial channel supplied pressurized fluid. In addition to the associated simple construction of the device includes these no wear-prone kinematic Components. Furthermore, this also eliminates massive impact edges of press dies that come into contact with the housing during the forming process and this can damage it by shearing. The embodiment of the invention of the method is thus very component-friendly. As the external high pressure can act on all sides in the circumferential direction, can for the connection between the housing and Stock a consistent circumferential frictional engagement can be achieved, which also has longer bearing lengths in easy way possible is. For this purpose, only the annulus is corresponding in its dimension to dimension.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist der Ringraum axial von zwei Dichtungspaketen begrenzt, die in einer Ausnehmung der Aufnahmebohrungswandung angeordnet sind. Hierdurch wird eine Leckage aus dem Umformwerkzeug heraus vermieden, was besonders ressourcenschonend ist und nur geringe Druckfluidmengen für die Umformung erforderlich macht. Gleichzeitig wird eine mit einer Leckage einhergehende Druckabsenkung unterbunden, welche den Umformprozess stört, so dass mit den erfindungsgemäßen Dichtungspaketen auch bei einem vielzähligen Einsatz der Vorrichtung immer eine reproduzierbare Umformung gewährleistet ist.In a further, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 3, the annular space is axially of two sealing packages limited, which is arranged in a recess of the Aufnahmebohrungswandung are. This will cause leakage from the forming tool avoided, which is particularly resource-saving and only small Pressure fluid quantities for makes the transformation necessary. At the same time, one with a Leakage accompanying pressure reduction prevented, which the forming process disturbs, so that with the sealing packages according to the invention even with many Use of the device always ensures a reproducible deformation is.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 stützt eines der Dichtungspakete sich einerseits an eine Ausnehmungsflanke und andererseits über einen dazwischen liegenden Distanzring am anderen Dichtungspaket ab. Das andere Dichtungspaket ist zur distanzringabgewandten Seite hin an einem Deckel abgestützt, der an der Außenseite des Umformwerkzeuges angeschraubt ist. Aufgrund der beidseitigen Abstützung der Dichtungspakete werden diese in ihrer Ausnehmung vor einem durch den Fluiddruck verursachten Herausschieben aus der Vorrichtung gesichert. Außer Betrieb der Vorrichtung können die Dichtungspakete in einfacher Weise durch Abschrauben des Deckels in die Ausnehmung eingebracht bzw. im Verschleißfall für neue Dichtungspakete ausgetauscht werden.In a further preferred embodiment of the invention according to claim 4 supports one of the seal packages on the one hand to a recess edge and then again an intermediate spacer ring on the other seal package from. The other seal package is the distance to the side facing away from the spacer supported on a lid, the outside of the forming tool is screwed. Due to the two-sided Support the Sealing packages are these in their recess before a through the fluid pressure caused sliding out of the device secured. Except Operation of the device can the seal packages in a simple manner by unscrewing the lid introduced into the recess or replaced in case of wear for new seal packages.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 trägt die Steckhülse im Einsteckbereich einen Dichtungsring, der in Stecklage mit Vorspannung an der Innenwand des Gehäuses anliegt. Der Dichtungsring dient dabei als Verliersicherung für die Steckhülse, der es sonst möglich wäre, aus dem Gehäuse herauszurutschen. Der Dichtungsring ist so ausgebildet, dass er trotz der vorgespannten Einbaulage noch weiter komprimierbar ist. Dadurch wird verhindert, dass die Einsteckhülse durch die einengende Umformung des Gehäuses mittels des Fluiddruckes im Gehäuse derart eingeklemmt wird, dass sie nicht mehr herauszuziehen ist.In a further, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 5 carries the receptacle in the insertion a sealing ring in the inserted position with bias on the inner wall of the housing is applied. The sealing ring serves as a captive for the socket, the otherwise possible would, out the housing slip out. The sealing ring is designed to withstand the prestressed mounting position is even more compressible. Thereby prevents the insertion sleeve by the constricting deformation of the housing by means of the fluid pressure in the housing is trapped in such a way that it can not be pulled out anymore.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention is based on a explained in detail in the drawings embodiment.
Dabei zeigt:there shows:
In
Zum
Befestigen des Lagers
Alsdann
wird ein Umformwerkzeug
In
den Ringraum
In
der nun eingenommenen Gebrauchslage des Umformwerkzeuges
Zusätzlich zu
dem durch das Zusammenpressen des Gehäuses
Anstelle
des Druckfluides und der Fluidhochdruckerzeugungsanlage können als
Pressmittel auch Stempel verwendet werden, die für ein Zusammenpressen des Gehäuses
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140603 |