DE19629377C1 - Einlegeteil für einen aus lagerndem und gelagertem Teil bestehenden Lagerkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einlegeteil für einen aus lagerndem und gelagertem Teil bestehenden Lagerkörper, dessen lagernder Teil auf dem Einlegeteil aufgeschrumpft ist, mit einem im Einlegeteil beweglichen, gelagerten Teil.

Aus der DE 24 20 264 B2 ist ein Kunstofflager aus Spritzguß bekannt, bei dem Lagergehäuse und Lagerzapfen aus demselben Kunststoff bestehen und die gemeinsamen Lagerflächen einer als Einlegeteil ausgebildeten Hülse zugeordnet sind, deren Erweichungstemperatur höher als die Schmelztemperatur des Kunststoffes ist, aus welchem das Lagergehäuse und der Lagerzapfen gebildet sind. Bei diesem Lager bildet die Hülse ein Trennelement zwischen Lagergehäuse und Lagerachse, so daß sich die beiden Teile in bezug aufeinander schwenken lassen. Unter Berücksichtigung eines normalen Schwundes der Kunststoffe stößt sich das Lagergehäuse auf der Hülse fest und wird die Lagerachse freibeweglich im Inneren der Hülse aufgenommen. Bei der Herstellung dieses Lagers dient ein fester Dorn oder ein Schieber zur Halterung der Hülse; nach dem Spritzguß kann der Dom gezogen werden; dies hat zur Folge, daß die durch den Dorn verursachte axiale Bohrung entweder unter zusätzlichem Aufwand geschlossen werden muß oder offen bleibt, was zur Verschmutzung des Lagers führt; abgesehen davon ist die Entfernung des Dornes aus dem Spritzgußteil nicht immer ohne Schwierigkeiten, d. h. ohne Beschädigung des Spritzgußteiles möglich. Dieses bekannte Lager ist auch nur aus Kunststoff herstellbar, so daß der Anwendungsbereich desselben beschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einlegeteil des eingangs erwähnten Typs zu schaffen, mit dem vollkommen abgeschlossene, selbstschmierende Lagerkörper aus verschiedenen Materialien hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Einlegeteil in Form einer vom lagernden Teil umgebenen Haube, gegebenenfalls mit einem die beiden Lagerteile trennenden Randabschnitt ausgebildet ist.

Die Form des Einlegeteils vereinfacht nicht nur die Herstellung des Lagerkörpers, sondern vervielfältigt auch dessen Einsatzmöglichkeit; obgleich, wie weiter unten ausgeführt, die einstufige Herstellung des Lagerkörpers besonders vorteilhaft ist, kann der erfindungsgemäße Einlegeteil auch dort verwendet werden, wo der bewegliche, gelagerte Teil gesondert gefertigt worden ist.

Bevorzugterweise ist der gelagerte Teil dann ein Formteil, vorzugsweise ein Drehteil.

Es kann auch ein zweites Einlegeteil spiegelbildgleich zum ersten Einlegeteil vorgesehen sein und der gelagerte Teil aus einem in beiden Einlegeteilen beweglichen oder fixierten Körper bestehen; dieser Körper kann die Form einer Welle aufweisen; die beiden Einlegeteile können mit ihren jeweiligen Randabschnitten aneinander beweglich angeordnet sein.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Einlegeteil innen und/oder außen kegelig ausgebildet; insbesondere bei einer Ausbildung der Innenflächen des Einlegeteiles in Kegelform - diese kann auch abgerundet sein - wird auf einfachste Weise eine Lagerung geschaffen, bei der der Schrumpfungsprozeß des Materials nicht nur eine feste klebemittelfreie Verbindung zwischen dem lagernden Teil und der Haube schafft, sondern bei der auch die Innenflächen - also die Lagerflächen - in ihren Abmessungen ganz genau vorherbestimmt werden können.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung weist der Einlegeteil die Form einer Teilkugel auf und ist der gelagerte Teil unter Druck in Wirkstellung gehalten. Nach dieser Ausführungsform wird eine kegelige Lagerung erhalten, d. h. also eine Lagerung mit zwei Freiheitsgraden.

Es ist auch möglich, daß der Einlegeteil mit mindestens einer annähernd randparallelen Rille, Nut, Rippe versehen ist. Hierdurch wird es möglich, ein Gelenk zu bilden, dessen beide Gelenkteile nur durch Zerstörung mindestens eines Gelenkteiles getrennt werden können.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der Einlegeteil mit einer spiralförmigen Rille, Nut, Rippe versehen sein: wenn die Innenfläche des Einlegeteiles zylindrisch ausgebildet ist, wird auf diese Weise ein Gewinde geschaffen; wenn weiterhin - wie nachfolgend beschrieben - auch der gelagerte Teil im selben Arbeitsgang hergestellt wird, wird eine Gewindeverbindung mit einem Paßgewinde geschaffen.

Die innere Bodenfläche des Einlegeteiles kann abgerundet sein; sie kann aber auch eben und randparallel verlaufen. Der Randabschnitt ist zweckmäßigerweise vom Rand der Haube od. dgl. ausgehend einstückig mit letzterer verbunden.

Wie weiter oben erwähnt, ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin zu sehen, daß der Lagerkörper in einem Arbeitsgang, vorzugsweise in einem Guß hergestellt ist. Es ist zwar schon eingangs erwähnt worden, daß die Fertigung eines Kunststofflagerkörpers im Spritzgußverfahren in einem Arbeitsgang bekannt ist, jedoch handelt es sich beim mit dem erfindungsgemäßen Einlegeteil ausgestatteten Lagerkörper um einen solchen, der in sich geschlossen und selbstschmierend ist.

Es ist zwar möglich - jedoch in den meisten Fällen nicht erforderlich - den Einlegeteil vor dem Guß an seiner Innenseite mit einem Schmiermittel zu versehen. Da die Lagerflächen im wesentlichen abgeschlossen sind, wird das Schmiermittel nicht austreten; dies gilt besonders für den Fall einer Ringnut oder einer Ringrille.

Auch wenn es selbstverständlich möglich ist, den erfindungsgemäßen Einlegeteil bei einem Kunststofflager zu verwenden, ist es erstmalig auch möglich, daß der Lagerkörper im Sand-, Kokillen-, Druckgußverfahren und aus Metall, vorzugsweise Gußeisen, Stahlguß oder einer Leichtmetallegierung hergestellt ist.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungs- und Anwendungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welche nachfolgend näher beschrieben werden; es zeigen:

Fig. 1-3 drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Einlegeteils jeweils im Längsschnitt;

Fig. 4 ein erstes Anwendungsbeispiel;

Fig. 5 ein zweites Anwendungsbeispiel; unter Verwendung von zwei Einlegeteilen;

Fig. 6-8 drei weitere Anwendungsbeispiele jeweils in Schrägansicht;

Fig. 9-10 in Schrägansicht und Längsschnitt ein weiteres Anwendungsbeispiel;

Fig. 11-12 Schrägansichten auf zwei weitere Anwendungsbeispiele;

Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel; und

Fig. 14 ein weiteres Anwendungsbeispiel.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt ein runder Einlegeteil dargestellt, der die Form einer Haube mit einer zylindrischen Innenfläche 2 sowie einem Randabschnitt 3 aufweist, welcher rundum senkrecht von der freien Kante der Haube absteht.

Die Außenfläche 4 der Haube 1 ist kegelig oder konisch ausgebildet und weist über abgerundete Kanten 5 eine annähernd senkrecht zur Achse 6 der zylindrischen Innenfläche gebogen verlaufende Oberfläche 7 auf.

Die Innenflächen 2 der Haube 1 sind über eine innere Bodenfläche 8 miteinander verbunden, wobei auch hier die Übergänge abgerundet sind. Bei dieser Ausführungsform wird - wenn der Lagerkörper in einem Arbeitsgang hergestellt wird - der Einlegeteil 1 auf den gelagerten Teil aufgeschrumpft, wobei er dann sich vom lagernden Teil löst.

Nach Fig. 2 weist die runde Haube 10 einen Randabschnitt 11 auf und ist in sich konisch ausgebildet, d. h. daß deren Innenflächen 12 in diesem Fall parallel zu den Außenflächen 13 verlaufen. Eine Bodenplatte 14 verbindet die konischen Übergangsabschnitte miteinander.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Haube 10 mit einer ringförmigen Rippe 15 versehen, welche ein nachträgliches Trennen der beiden Lagerteile in Richtung der Achse 16 nicht mehr möglich macht; Voraussetzung hierfür ist jedoch die weiter unten näher beschriebene Fertigung in einem Arbeitsgang und eine Festigkeit des Materials, die eine Elastizität der nicht dargestellten Rippe auf dem zu lagernden Teil ausschließt.

Statt der dargestellten parallel zu den Randteilen 11 verlaufenden Rippe kann selbstverständlich auch eine Ringnut vorgesehen sein; falls erforderlich können auch zwei oder mehrere Rippen bzw. Ringnuten vorgesehen werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die runde Haube 20 mit einem Randabschnitt 21 versehen; während die Innenfläche 22 zylindrisch ist, ist die Außenfläche 23 konisch oder ebenfalls zylindrisch ausgebildet; in der Haube ist eine ein Gewinde bildende Spiralnut 24 vorgesehen. Statt der Spiralnut kann selbstverständlich auch eine spiralförmige Rippe vorgesehen sein.

Nach Fig. 4 können zwei Einlegeteile 30 bei einer Vorfabrikation so mit einem stiftförmigen Element 31 verbunden werden, welches entweder in der Haube fixiert oder drehbar gelagert ist; in diesem Fall ist das Element 31 eine Welle. Diese Zwillingsanordnung der Einlegeteile mit dem Element 31 kann zum Verbinden von mindestens zwei in bezug aufeinander drehbaren Teilen Verwendung finden; in diesem Fall besteht jedoch auch der Bolzen 31 aus einem Material mit einer höheren Erweichungstemperatur wie das Material der drehbaren Teile.

In Fig. 5 ist die Anwendung von zwei Einlegeteilen 40 zur Herstellung eines Metallscharnieres im Schnitt dargestellt; die Einlegeteile 40 weisen jeweils eine zylindrische Außenfläche 41 und eine konische Innenfläche 42 auf. Der Randabschnitt 43 erstreckt sich, wie dargestellt, über den Rand des äußeren Scharnierlappens 44 bzw. auch des inneren Scharnierlappens 45 hinaus. Bei der Herstellung des Scharniers wird nach Einspannen der Einlegeteile 40 an Randabschnitten 43 der Spritzguß in üblicher Weise in einer, z. B. zweiteiligen Form durchgeführt; der Form wird dann das vollständig fertige Scharnier mit selbstschmierenden, Lagern entnommen und ist somit einsatzbereit.

Die Einlegeteile 40, z. B. aus einem hochveredelten Stahl mit einem hohen Erweichungspunkt, können als Lagerteile, z. B. für Scharniere einer Pkw-Tür benutzt werden, wobei auf der einen Seite der äußere Scharnierlappen 44 sich selbsttätig - durch die Kühlung - auf den Einlegeteil 40 aufschrumpft, während der andere Scharnierlappen 45, dessen kegelförmige Vorsprünge 46 und 47 in die Einlegeteile hineinragen, wiederum durch den Schrumpfungsprozeß ein ausreichendes Spiel in den Einlegeteilen erhalten; die Lager werden genau zentriert, können stets toleranzfrei hergestellt werden und sind selbstschmierend.

Aufgrund der Tatsache, daß jedes Material, auch Gußeisen und sogar Stahlguß oder dgl. um etwa 2% durch Kühlung schrumpft, ist eine Nacharbeitung, wie z. B. Gratentfernung u. dgl. nicht mehr erforderlich. Die Haube 40 bildet hierbei eine im Querschnitt abgekröpfte, durchgehende Innenfläche zwischen beiden Scharnierlappen.

Nach Fig. 7 ist die Anwendung von Einlegeteilen 50 für ein Scharnier 51 für Türen, Schränke oder dgl. dargestellt. Auch in diesem Fall können die z. B. aus Gußeisen bestehenden Scharnierlappen 52 und 53 unter Verwendung der Einlegeteile 50 in einem einzigen Schuß hergestellt werden. Das Scharnier ist voll beweglich und selbstschmierend.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist ein insbesondere für schwere Türen verwendbares Scharnier dargestellt, bei dem der Drehteil 61, welcher einen Gewindebolzen 62 aufweist, als "Außenteil" und der Scharnierlappen 63 als "Innenteil" ausgebildet sind. Die beiden Scharnierteile sind über ein Einlegeteil 60 miteinander verbunden, der annähernd die Form der Ausführungsform nach Fig. 2 hat, wobei im vorliegenden Fall eine Ringnut 65 vorgesehen ist, welche ein axiales Trennen der beiden Scharnierteile verhindert; das vorher in die Haube eingebrachte Schmiermittel erleichtert die Beweglichkeit der genau zentrierten Scharnierteile in bezug aufeinander.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform zeigt einen Teil eines für Kfz.-Türen verwendeten Scharniers, dessen Einzelheiten teilweise im Längsschnitt in Fig. 5 gezeigt sind. Der am Türrahmen anschraubbare Scharnierlappen 71 ist über zwei Einlegeteile 70 mit dem an der Fahrzeugtür angebrachten Scharnierlappen 72 verbunden. Eine Verschwenkung der beiden Scharnierteile ist um eine Achse 73 möglich; die Einlegeteile 70 weisen zylindrische Außenflächen, jedoch konische Innenflächen auf; die jeweiligen Randabschnitte 74 der Einlegeteile 70 ragen über das Gewerbeauge 75 des Scharnierlappens 71 geringfügig hinaus; im gleichen Sinne ragen sie auch über das Gewerbeauge 76 des anderen Scharnierlappens 72 hinaus.

Nach Fig. 9 und 10 sind die Einlegeteile 80 bzw. 90 für eine Gelenkrolle z. B. für drehbare Betten, Büromöbel, Fernsehstühle, Teetischchen oder dgl. eingesetzt. Diese Gelenkrolle ist einerseits um eine Achse 81 und andererseits um eine Achse 91 drehbar. Die Gelenkrolle besteht aus einem oberen tellerförmigen Drehteil 82 mit zwei Befestigungslaschen 83 und 84, einem mittleren Drehteil 85 und einem kugelförmigen unteren Drehteil 86.

Das zwischen die beiden Drehteile 82 und 85 eingesetzte Einlegeteil 80 weist eine ringförmige Rille 87 auf, so daß der obere tellerförmige Drehteil mit dem mittleren Drehteil 85 auch in Richtung der Achse 81 fest verbunden ist, wobei sich jedoch die beiden Teile in bezug aufeinander frei drehen können.

In die laschenförmigen Vorsprünge 88, 88′ des mittleren Drehteils 85 sind die Einlegeteile 90 eingesetzt, die scharnierartig den kugelförmigen unteren Drehteil 86 halten; die Einlegeteile 90 weisen an ihrer Innenfläche eine konische Form auf.

Alle drei Drehteile könne in einem einzigen Arbeitsgang, z. B. im Spritzgußverfahren gefertigt werden, wobei allerdings vorher die Einlegeteile 80 und 90 in ihrer entsprechenden Lage in der Gußform fixiert werden müssen; die Schrumpfung des Materials, z. B. einer Bronzelegierung, führt einerseits dazu, daß die jeweiligen Einlegeteile 80 bzw. 90 im lagernden Teil festgehalten werden und andererseits dazu, daß die Drehbarkeit der anderen Teile in den Einlegeteilen gewährleistet ist; in allen Fällen bilden die Randabschnitte der Einlegeteile eine flächenmäßige Trennung der beiden Drehteile.

In Fig. 11 ist eine mehrfache Verwendung von Einlegeteilen an einer Spannpresse dargestellt, wobei sämtliche Teile in einem Arbeitsgang - z. B. im Druckgußverfahren ä gefertigt werden können. Die in Schrägansicht dargestellte Spannpresse besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Grundgestell 101, einem gabelförmig ausgebildeten Spannhebel 102 und einem Spannelement 103.

Bei der Herstellung der Spannpresse werden insgesamt neun Einlegeteile verwendet. Der gabelförmige Spannhebel 102 ist über zwei Einlegeteile verwendet. Der gabelförmige Spannhebel 102 ist über zwei Einlegeteile 100 mit dem Grundgestell 101 gelenkig verbunden und weist außerdem ein Zwillingsteil 100′ nach Fig. 4 auf; auf dem Bolzen dieses Zwillingsteiles 100′ ist ein kurzer Lenker 104 drehbar angeordnet, welcher wiederum über zwei paarweise angeordnete Einlegeelemente 100′′ mit dem Spannelement 103 drehbar verbunden ist. Der Spannteil 103 greift zwischen den gabelförmigen Spannhebel 102 und ist über paarweise angeordnete Einlegeteile 100′′′ wiederum mit dem Grundgestell 101 verbunden.

An der Vorderseite des Spannteiles 103 ist ein Spannzapfen 105 vorgesehen, welcher über ein Einlegeteil 100′′′′ im Spannteil 103 gelagert ist. Der Einlegeteil 100′′′′ weist eine spiralförmige Nut gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 auf; diese Nut bildet ein Gewinde, so daß sich der Spannzapfen 105 bei einer Drehung um die Achse 106 vertikal verstellen läßt. Die Innenfläche des Einlegeteiles 100′′′′ ist zylindrisch, während die Außenfläche des Einlegeteiles 100′′′′ konisch ausgebildet ist. Somit besteht auch die Möglichkeit, den Einlegeteil für eine vertikale Verstellung eines Teiles gegenüber einem anderen Teil durch Verdrehung des letzteren zu verwenden.

Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein einziger Einlegeteil 110 als Lager für eine in einem Schuß gegossene Zange 111 eingesetzt, wobei der Einlegeteil 110 wiederum mindestens eine Ringnut oder eine ringförmige Rille aufweist. Die beiden Zangenteile 112, 113, die spiegelsymmetrisch einander zugepaßt sind, sind an ihrer Drehfläche 114 durch den Randabschnitt 115 des Einlegeteiles 110 getrennt.

Nach dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Einlegeteil 120 zur kugeligen Lagerung eines Teiles 122 eingesetzt. Der mit einer kugeligen Innenfläche versehene Einlegeteil 120 weist im vorliegenden Fall ebenfalls kugelige Randabschnitte auf, obgleich auch senkrecht zur Rollachse verlaufende Randabschnitte angeordnet sein können; es ist jedoch auch möglich, im vorliegenden Fall die Randabschnitte sogar vollständig wegzulassen, da der zu lagernde Teil 122 mit seiner kugeligen Endfläche im Lagerbereich stangenförmig ausgebildet ist. Das in Fig. 13 dargestellte Lager muß jedoch unter in Rohrachsrichtung verlaufendem Druck stehen, da sich sonst die Lagerteile lösen würden.

Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform sind in Zwillingsanordnung jeweils zwei Einlegeteile 130 spiegelbildgleich angeordnet u. a. derart, daß auch die jeweiligen Randabschnitte 134 miteinander in Berührung stehen, jedoch einen Teil der Lagerflächen bilden. Zwischen den jeweils paarweise angeordneten Einlegeteilen 130 ist ein Teil 133 eingeschlossen, welches jeweils aus einem gedrehten oder andersartig geformten Material bestehen kann oder auch aus dem gleichen Material wie die beiden Scharnierlappen 131, 132. Auch können die Einlegeteile 130 halbkugelförmig ausgebildet sein, so daß der Teil 133 dann aus einer Kugel bestehen würde.

Claims (16)

1. Einlegeteil für einen aus lagerndem und gelagertem Teil bestehenden Lagerkörper, dessen lagernder Teil auf dem Einlegeteil aufgeschrumpft ist, mit einem im Einlegeteil beweglichen, gelagerten Teil, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlegeteil in Form einer vom lagernden Teil (44, 61, 51, 72, 80, 85, 102, 103, 112, 121, 133) umgebenen Haube (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130), gegebenenfalls mit einem die beiden Lagerteile trennenden Randabschnitt (3, 11, 21) ausgebildet ist.

2. Einlegeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gelagerte Teil ein Formteil, vorzugsweise ein Drehteil (31, 133) ist.

3. Einlegeteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Einlegeteil (30, 130) spiegelbildgleich zum ersten Einlegeteil (30, 130) vorgesehen ist und der gelagerte Teil aus einem in beiden Einlegeteilen beweglichen oder fixierten Körper (31, 133) besteht.

4. Einlegeteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (31) die Form einer Welle aufweist.

5. Einlegeteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einlegeteile (130) mit ihren jeweiligen Randabschnitten (134) aneinander beweglich angeordnet sind.

6. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er innen und/oder außen kegelig ausgebildet ist.

7. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlegeteil (120) die Form einer Teilkugel aufweist und der gelagerte Teil (122) unter Druck in Wirkstellung gehalten ist.

8. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit mindestens einer annähernd randparallelen Rille, Nut, Rippe (15) versehen ist.

9. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer spiralförmigen Rille (24), Nut, Rippe versehen ist.

10. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Bodenfläche (8) des Einlegeteils abgerundet ist.

11. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dessen innere Bodenfläche eben und randparallel verläuft.

12. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt vom Rand der Haube ausgehend einstückig mit letzterer verbunden ist.

13. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei auch der lagernde oder gelagerte Teil aus einem weicheren Material wie der Einlegeteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper in einem Arbeitsgang, vorzugsweise in einem Guß hergestellt ist.

14. Einlegeteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß er vor dem Guß an seiner Innenseite mit einem Schmiermittel versehen ist.

15. Einlegeteil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper im Sand-, Kokillen-, Druck- oder Spritzgußverfahren hergestellt ist.

16. Einlegeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper aus Metall, vorzugsweise Gußeisen, Stahlguß oder einer Leichtmetallegierung hergestellt ist.