DE19600870C1 - Stangenführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stangenführung, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Stangenführung ist aus der DE-PS 9 53 718 bekannt. Die Stangenführung ist zur Zentrierung von umlaufenden Körpern gegenüber feststehenden Bauteilen, insbesondere von Läufern elektrischer Maschinen vorgesehen. In einer Ausgieß- oder Gußform wird der Läufer mit den Lagerschilden in eine zentrische Lage zur Ständerbohrung gebracht, wobei man dann den engen Zwischenraum zwischen den Auflagern der Lagerhalteglieder und dem Ständer bzw. dessen Gehäuse mit einer Zwischenschicht ausgießt bzw. ausspritzt oder auspreßt. Die vorzugsweise unter hohem Druck eingebrachte Zwischenschicht kann so dünn gehalten werden, daß ein Schwinden des erkalteten oder erhärtenden Werkstoffs innerhalb der üblichen Feinpassungstoleranzen bleibt. Die Zwischenschicht ist so ausgestaltet und einem Stoff gefertigt, daß sie durch Klebwirkung zum Zusammenhalten der anschließenden Teile dient. Die Zwischenschicht besteht beispielsweise aus Metall, Kunstharz oder thermoplastischen Stoffen.

Eine weitere Stangenführung ist aus der DE 43 03 177 A1 bekannt. Die Stangenführung ist für eine parallel zu ihrer Achse relativ bewegliche Stange oder Welle vorgesehen, wobei in einen Außenring ein Führungsring aus Kunststoff eingesetzt ist. Der Außen- und der Führungsring sind direkt miteinander verbunden und haben eine kontinuierlich durchgehende Berührungsfläche. Die Verbindung erfolgt derart, daß der Außenring mit radial nach innen offenen und im Bereich ihrer Mündungen Querschnittsverengungen aufweisenden Nuten versehen ist und der Führungsring mit radial nach außen vorstehenden Vorsprüngen, die in den Nuten aufgenommen sind. Der Außenring und der Führungsring werden zur Verbindung miteinander in radialer Richtung derart gegeneinander verpreßt, daß der Werkstoff, aus dem der Führungsring besteht, in die Nuten des Außenrings fließt und dadurch die Vorsprünge bildet.

Aus der DE 34 30 768 A1 ist eine zusammengesetzte Gleitvorrichtung bekannt, die beispielsweise in hydraulischen oder pneumatischen Geräten zur Anwendung gelangt. Die Gleitvorrichtung umfaßt ein verformbares Element in der Form eines Kolbens, einer Buchse oder eines kugelförmigen Sitzes und ein Gleitelement, das selbstschmierend ausgebildet ist. Das Gleitelement wird plastisch verformt und mit dem verformbaren Element verbunden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Befestigung der aus einem selbstschmierenden Werkstoff bestehenden Gleitbuchse am Haftmittel durch die glatte Oberfläche der Gleitbuchse problematisch ist. Die Verbindung zwischen der Gleitbuchse und dem Haftmittel ist während einer langen Gebrauchsdauer wenig zufriedenstellend. Mit zunehmender Gebrauchsdauer kommt es zu Ablösungen der Gleitbuchse vom Haftmittel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stangenführung der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine Gleitbuchse ohne Umformung haltbar in einem Träger befestigt werden kann, auch wenn die Stangenführung in Temperaturbereichen von minus 50 bis plus 180°C zur Anwendung gelangt. Das Herstellungsverfahren soll einfach und in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstig durchführbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Stangenführung nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Gleitbuchse aus PTFE besteht, daß das Haftmittel die Gleitbuchse ungehaftet umschließt und daß das Haftmittel und die Gleitbuchse formschlüssig aneinander festgelegt sind. Durch eine derartige Ausgestaltung bedarf es einer Umformung der Gleitbuchse zur Befestigung am Träger nicht, da das zwischen dem Träger und der Gleitbuchse angeordnete Haftmittel die beiden Teile miteinander verbindet.

Die Verwendung eines Haftmittels ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Gleitbuchse aus einem polymeren Werkstoff und der Träger aus einem metallischen Werkstoff besteht. Als polymerer Werkstoff gelangt PTFE zur Anwendung. Ein unmittelbares Anformen der Gleitbuchse aus PTFE an den metallischen Träger ist problematisch, da eine haltbare, adhäsive Festlegung der Gleitbuchse aus selbstschmierendem Werkstoff ohne deren Verformung nahezu ausgeschlossen ist. Das PTFE und der metallische Werkstoff gehen ohne Haftmittel und/oder unter Vermeidung einer formschlüssigen Verbindung keine haltbare Verbindung miteinander ein.

Das Haftmittel besteht aus einem metallischen Werkstoff, im wesentlichen bevorzugt aus Zink und ist als Druckgußteil ausgebildet. Hierbei ist von Vorteil, daß das Druckgußteil mit dem Träger aus metallischem Werkstoff eine unlösbare Verbindung eingeht. Der Träger weist überlicherweise, bezogen auf das Haftmittel ein sehr viel größeres Volumen auf.

Das Haftmittel ist adhäsiv mit dem Träger verbunden und umschließt die Gleitbuchse ungehaftet, wobei das Haftmittel und die Gleitbuchse formschlüssig aneinander festgelegt sind. Das Haftmittel überdeckt bevorzugt die Stirnseiten der Gleitbuchse in radialer Richtung teilweise. Die Gleitbuchse ist in ihrer herstellungsbedingten Gestalt ohne nachträgliche Verformung in der nutförmigen Vertiefung des als Haftmittel ausgebildeten Druckgußteils angeordnet. Eine Verlagerung in axialer Richtung ist durch die Überdeckung der Stirnseiten der Gleitbuchse ausgeschlossen. Gelangt die Stangenführung beispielsweise zur Abstützung von Wellen zur Anwendung, ist die relative Verdrehbarkeit der Gleitbuchse im Druckgußteil nicht nachteilig, da PTFE sehr verschleißarm ist und nach einem gewissen, zu vernachlässigenden Anfangsverschleiß eine Glasierung des Werkstoffs einsetzt und die Oberfläche dadurch sehr hart und widerstandsfest wird. Die erfindungsgemäße Stangenführung ist bevorzugt für translatorisch hin- und herbewegbare Stangen vorgesehen.

Der Spalt zwischen der Gleitbuchse und dem Träger weist eine radiale Dicke auf, die höchstens der radialen Dicke der Gleitbuchse entspricht. Bevorzugt ist die radiale Dicke des Spalts ein drittel bis zwei drittel so dick wie die Gleitbuchse. Dadurch wird sichergestellt, daß das Druckgußteil bei seiner Herstellung im Anschluß an die Einspritzung seines Werkstoffs praktisch sofort erkaltet und verfestigt wird und dadurch auch empfindliche Werkstoffe, aus denen die Gleitbuchse bestehen kann, keiner nachteilig hohen Temperaturbeaufschlagung ausgesetzt sind, die zu einer Beschädigung/Zerstörung führen könnte.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stangenführung wird folgendes ausgeführt:
In einem ersten Verfahrensschritt werden die Gleitbuchse und der Träger im wesentlichen konzentrisch zueinander positioniert, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt in den Spalt der Werkstoff, aus dem das Haftmittel besteht, im Druckgußverfahren eingespritzt und anschließend verfestigt wird. Als Werkstoff wird bevorzugt eine Zink-Druckgußmasse eingespritzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Stangenführung können Gleitbuchsen zur Anwendung gelangen, die beispielsweise aus einem polymeren Werkstoff bestehen, dessen Schmelztemperatur deutlich unterhalb der Einspritztemperatur der Druckgußmasse liegt. Die Einspritztemperatur beim Druckgußverfahren beträgt etwa 400°C. Durch die nur geringe Dicke des als Druckgußteil ausgebildeten Haftmittels, kühlt die Druckgußmasse nach ihrem Einspritzen in das Werkzeug nahezu sofort ab und das Druckgußteil verfestigt sich und verbindet sich radial außenseitig mit dem Träger. Durch die außerordentlich kurze Abkühlzeit bleibt die aus einem polymeren Werkstoff bestehende Gleitbuchse unbeschädigt. Außerdem werden durch dieses Verfahren Nachteile vermieden, wie sie beispielsweise beim Einkleben von polymeren Gleitbuchsen in metallische Träger auftreten können. Abgesehen davon, daß PTFE mit einem Kleber keine haltbare Verbindung eingeht, ist der geforderte Temperaturbereich von minus 50°C bis plus 180°C für einen Kleber meist zu groß.

Die erfindungsgemäße Stangenführung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Gleitbuchse,

Fig. 2 den Träger,

Fig. 3 die Gleitbuchse und den Träger aus den Fig. 1 und 2, die relativ zueinander positioniert sind, vor dem Einspritzen der Druckgußmasse, die das Haftmittel bildet,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stangenführung.

In Fig. 1 ist eine Gleitbuchse 1 gezeigt, die in diesem Beispiel aus PTFE besteht. Hierbei ist von Vorteil, daß es sich bei PTFE um einen sehr verschleißarmen Werkstoff mit außerordentlich geringer Reibung handelt, der als Lagermaterial ausgezeichnet geeignet ist, da er bereits kurz nach seiner Inbetriebnahme glasiert und die Oberfläche dadurch sehr widerstandsfest wird. Die selbstschmierenden Eigenschaften des Werkstoffs sind bezüglich einer sehr reibungsarmen Führung des abzustützenden Bauteils von großem Vorteil.

In Fig. 2 ist ein Träger 2 gezeigt, der aus einem metallischen Werkstoff besteht. Bezogen auf die Gleitbuchse 1 aus Fig. 1 weist der Träger 2 eine sehr viel größere radiale Dicke auf. Der Teilbereich des Trägers 2, der den kleinsten Innendurchmesser hat, weist eine axiale Breite auf, die größer ist, als die axiale Breite der Gleitbuchse 1. Begrenzt ist dieser Bereich in axialer Richtung durch beiderseits angeordnete Phasen, die in diesem Ausführungsbeispiel mit der Achse 7 einen Winkel von 45° einschließen.

In Fig. 3 ist die Gleitbuchse 1 aus Fig. 1 zum Träger 2 aus Fig. 2 konzentrisch positioniert, so daß eine im wesentlichen aus Zink bestehende Druckgußmasse in den Spalt 3 eingespritzt werden kann, um das Haftmittel 4 zu bilden.

In Fig. 4 ist die Stangenführung im gebrauchsfertigen Zustand gezeigt. Innerhalb des Spalts 3 ist das aus Zink bestehende Druckgußteil haftend innerhalb des Trägers 2 angeordnet und und überdeckt die Stirnseiten 5, 6 der Gleitbuchse 1 in radialer Richtung teilweise. Das als Druckgußteil ausgebildete Haftmittel 4 ist unlösbar an dem Träger 2 festgelegt und umschließt die PTFE-Gleitbuchse 1 ungehaftet. Die radiale Dicke des Haftmittels 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel halb so groß, wie die radiale Dicke der Gleitbuchse 1 und um Faktor 10 kleiner, als die radiale Dicke des Trägers 2.

Claims (4)

1. Stangenführung, umfassend eine Gleitbuchse, die außenseitig von einem Träger umschlossen und mit diesem verbunden ist, wobei der Träger die Gleitbuchse mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein im Druckgußverfahren einspritzbares Haftmittel angeordnet ist und wobei das Haftmittel adhäsiv mit dem Träger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (1) aus PTFE besteht, daß das Haftmittel (4) die Gleitbuchse (1) ungehaftet umschließt und daß das Haftmittel (4) und die Gleitbuchse (1) formschlüssig aneinander festgelegt sind.

2. Stangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) aus einem metallischen Werkstoff besteht.

3. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel (4) aus einem metallischen Werkstoff, im wesentlichen aus Zink besteht und als Druckgußteil ausgebildet ist.

4. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel (4) die Stirnseiten (5, 6) der Gleitbuchse (1) in radialer Richtung teilweise überdeckt.