DE19508418C2 - Gerollte Lagerbuchse für Zapfen oder Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gerollte Lagerbuchse aus elastischem Material zur spielfreien Lagerung für einen Zapfen oder eine Welle und zum Einpressen in eine Gehäusebohrung, deren Buchsenwand durch Schlitze in mehrere getrennte Stege aufgeteilt ist, die am Zapfen oder an der Welle anliegende Tragflächen aufweisen.

Aus der DE 42 13 831 A1 ist bereits eine derartige gerollte Lagerbuchse bekannt, bei der die Buchsenwand durch eine gezielte Verformung eine aus der Kreisform abweichende Gestalt aufweist, so daß sie mit mehreren nach außen vorstehenden Lagerflächen an der Gehäusebohrung und mit entsprechend nach innen vorstehenden Tragflächen am Zapfen oder an der Welle anliegt. Die Verformung der Buchsenwand wird nach dem Rollvorgang in einem eigenen Arbeitsgang ausgeführt, wobei jedoch aus Fertigungsgründen nur drei Tragflächen angeformt werden können. Da der Zapfen oder die Welle sich nur auf den unten liegenden Tragflächen abstützt, müssen diese wenigen die gesamte Stützkraft aufnehmen, so daß sie einer hohen Belastung und damit einem entsprechend hohen Verschleiß ausgesetzt sind, wodurch Lagerspielerweiterungen sehr schnell entstehen. Eine langlebige Schmierstofflagerung kann ebenfalls nicht erfolgen, da hierfür nur die schmalen und keilförmigen Zwischenräume beiderseits der Tragflächen zur Verfügung stehen, in denen der Zapfen oder die Welle nicht an der Buchsenwand anliegt. Es ist ferner aus der DE-OS 23 03 051 eine Lagerhülse für Wellenlager bekannt, die zur Selbsteinstellung in einem radial verformbaren, kegelstumpfartigen Abschnitt durch Längsschlitze in endseitig elastisch frei bewegbare Segmente unterteilt ist. Infolge der kegelförmigen Anordnung der Segmente liegen diese nur an der radial engsten Stelle und hier nur kreisförmig am Zapfen oder an der Welle an. Die gesamte Stützkraft muß an dieser schmalen Stelle und darüberhinaus nur von deren unteren Hälfte aufgefangen werden. Die auftretende Belastung und damit der entstehende Verschleiß ist dementsprechend hoch, wobei eine unerwünschte Radialbewegung der Welle nicht ausgeschlossen ist. Die bekannten Lagerbuchsen weisen somit eine unzureichende Lagerfläche für den Zapfen oder die Welle auf, was sich im Betrieb nachteilig bemerkbar macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lagerbuchse zu schaffen, die zur lang­ zeitigen, spielfreien Lagerung eine ausreichend große Lagerfläche und die Möglich­ keit zur mengenmäßig ausreichenden Speicherung von Schmiermitteln aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Schlitze schräg zur Buchsenlängsachse verlaufen und mit Abstand zur Stirnfläche der Lagerbuchse enden, wobei beiderseits der Stirnfläche eine Ringfläche mit Kreisringquerschnitt verbleibt, und daß die Tragflächen in Längsrichtung der Stege angeordnet sind, wobei die Stege etwa mittig die Tragfläche aufweisen und beiderseits keilförmige Zwischenräume zum Zapfen oder zur Welle bilden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Schlitze eine Vielzahl von Stegen geschaffen werden kann.

Jeder dieser Stege bildet eine Tragfläche zur Anlage am Zap­ fen oder an der Welle. Letztere ist somit immer auf ausrei­ chend vielen tragenden Flächen gelagert, auf die die Stütz­ kraft verteilt ist. Die Schlitze bieten zusätzlich die Mög­ lichkeit, einen langlebigen Schmiermittelvorrat zu spei­ chern. Durch bestimmte Ausbildung und Anordnung der Schlit­ ze können weitere, dem Einsatzzweck dienende Laufvorteile er­ reicht werden. So können z. B. bei einer schrägen Anordnung der Schlitze Schmiermittelmengen innerhalb des Lagers oder auch aus dem Lager heraus gefördert werden, was bei in Öl laufenden Lagern zur Wärmeabfuhr sich vorteilhaft auswirkt. Außerdem können dabei hydrodynamische Effekte entstehen. Die vorgeschlagene Lagerbuchse hat weiterhin den Vorteil, daß durch die Vielzahl der Tragflächen und die dadurch gege­ bene großflächige Aufteilung der Belastungskräfte eine spiel­ freie, zentrische Lagerung des Zapfens oder der Welle gesi­ chert ist. Beim Rollvorgang ergibt sich ferner automatisch an jeder Stegkante eine Tendenz zur Ausbildung einer nicht im Radius weiter verlaufenden Zone. Diese Gegebenheit erzeugt selbsttätig eine keilförmige Tragzonen-Geometrie, deren ge­ naue Form sich darüberhinaus über einen Kalibrier-Arbeitsgang steuern läßt. Die Lagerbuchse nach der Erfindung weist somit gegenüber den bekannten Lagerbuchsen Vorteile auf, aus denen sich ein wirtschaftlicher und langlebiger Einsatz ergibt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Erfindung;

Fig. 2 die Schnittansicht gem. Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3 die Darstellung eines Steges;

Fig. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der Lagerbuchse.

Die Lagerbuchse zum Lagern von Zapfen und Wellen besteht aus einer gerollten Buchsenwand 1 aus elastischem Material. Sie kann mit oder ohne Bund ausgebildet sein. Erfindungsge­ mäß sind in der Buchsenwand 1 schräg zur Buchsenlängsachse verlaufende Schlitz 2 eingebracht, so daß dazwischen Stege 3 gebildet werden, wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht. In­ folge des Rollvorgangs der Buchsenwand 1 erhalten die Stege 3 eine ebene oder gezielt radial nach innen gewölbte Form, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die genaue Form der Stege 3 kann durch einen Kalibrier-Arbeitsgang steuerbar hergestellt wer­ den. Im eingebauten Zustand liegen die beiden Außenenden je­ des Steges 3 an der Gehäusebohrung 5 und der innen liegende mittlere, als Tragfläche 6 dienende Bereich am Zapfen oder an der Welle 7 an. Beim Einbau werden die beiden Außenenden 4 nach innen und die Tragfläche 6 nach außen gedrückt, so daß der Steg 3 mit Radialkraft am Zapfen oder an der Welle 7 an­ liegt und diesen oder diese spielfrei zentrisch führt. Bei­ derseits der Tragfläche 6 bilden sich keilförmige Zwischen­ räume 8. In diesen und auch im Schlitz 2 kann Schmiermittel gespeichert werden, welches während der Drehung der Welle 7 in den Bereich der Tragfläche 6 mitgenommen wird, so daß hy­ drodynamische Effekte entstehen. Infolge der relativ großen Schmiermittelmenge ist auf lange Zeit ein ausreichender Schmier­ effekt sichergestellt.

Die Schlitze 2 können zur Längsrichtung der Lagerbuchse in schräger Richtung parallel zueinander angeordnet sein, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Sie enden jeweils mit Abstand zur Stirnfläche 1 der Lagerbuchse, so daß beiderseits eine un­ verformbare Ringfläche 1 vorhanden ist. Nach Fig. 4 können die Schlitze 2 und damit auch die Stege 3 winkelförmig zuein­ ander angeordnet sein. Eine weitere Möglichkeit der Anordnung zeigt die pfeilförmige Ausbildung der Schlitze 2 gem. Fig. 5. Auch eine bogenförmige Ausbildung ist denkbar, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Die Ausbildung und Anordnung der Schlitze 2 kann auch noch anders als dargestellt und beschrieben vorgenommen werden. Ferner ist die Kombination mehrerer Anordnungen der Schlitze 2 möglich.

Es ist ersichtlich, daß durch die Anzahl der Schlitze 2 und damit der Stege 3 auch die Anzahl und Lage der Tragflächen 6 bestimmt werden kann. Die Lager­ buchse kann daher in hohem Maß an die jeweilige Verwendung angepaßt werden. So kann z. B. durch einen gelenkten Schmiermittelverlauf ein Druckaufbau in der Lagermitte erreicht werden, wodurch hydrodynamische Verhältnisse mit nahezu reibungsfreiem Lauf entstehen. Schließlich kann durch die Anzahl der Stege 3 und damit der Tragflächen 6 die tragende Gesamtfläche vorbestimmt werden, um einen verschleißarmen und langlebigen Einsatz der Lagerbuchse zu erreichen. Dazu trägt bei, daß die die Tragflächen 6 bildende Form der Stege 3 im wesentlichen bereits mit dem Rollvorgang der Lagerbuchse, also gleichzeitig mit der Verformung der Buchsenwand 1 erzielt wird. Ein zusätzlicher Arbeitsgang ist dafür nicht erforderlich. Die endgültige Form der Stege 3 kann in dem üblicher­ weise nachgeschalteten Kalibrier-Arbeitsgang gebildet werden.

Claims (5)

1. Gerollte Lagerbuchse aus elastischem Material zur spielfreien Lagerung für einen Zapfen oder eine Welle und zum Einpressen in eine Gehäusebohrung, deren Buchsenwand durch Schlitze in mehrere getrennte Stege aufgeteilt ist, die am Zapfen oder an der Welle anliegende Tragflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) schräg zur Buchsenlängsachse verlaufen und mit Abstand zur Stirnfläche (1′) der Lagerbuchse enden, wobei beiderseits der Stirnfläche (1′) eine Ringfläche (1′′) mit Kreisringquerschnitt verbleibt, und daß die Tragflächen (6) in Längsrichtung der Stege (3) angeordnet sind, wobei die Stege (3) etwa mittig die Tragfläche (6) aufweisen und beiderseits keilförmige Zwischenräume (8) zum Zapfen oder zur Welle bilden.

2. Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Lagerbuchse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) pfeilförmig ausgebildet sind.

4. Lagerbuchse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) winkelförmig zueinander angeordnet sind.

5. Lagerbuchse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) bogenförmig ausgebildet sind.