DE19713366C1 - Spannbuchse - Google Patents

Description

Eine Spannbuchse der in Rede stehenden Art besitzt auf­ grund ihrer Gesamtcharakteristik auch nach ihrem Einbau in einen Bauteil einen über ihre gesamte Länge offenen Längsschlitz mit einem V-förmigen Querschnitt. Das heißt, die den Längsschlitz begrenzenden Seiten liegen im Ab­ stand zueinander.

Der der Spannbuchse einen federnden Charakter vermittelnde Längsschlitz wird außerdem dazu genutzt, um Schmiermittel in den Spalt zwischen der inne­ ren Oberfläche der Spannbuchse und der äußeren Oberfläche eines die Spannbuchse durchsetzenden Bauteils (Achse, Welle) zu bringen (s. Prospekt "Spannbuchsen" der Jörg Vogelsang Umformtechnologie, Hagen, 1990).

Damit in diesem Spalt eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels gewährleistet wird, ist es darüberhinaus bekannt, mindestens eine in die innere Oberfläche einge­ brachte Schmierrille vorzusehen, welche schräg zur Längsachse der Spannbuchse verläuft. Im Hinblick darauf, daß sich die Spannbuchse in dem sie aufnehmenden Bauteil verdrehen kann, sieht die Praxis ferner vor, die innere Schmierrille über eine die Wand der Spannbuchse durchset­ zende Querbohrung mit einer umfangsseitigen Verteilernut für Schmiermittel zu verbinden.

Nachteilig an dieser Bauart ist, daß die Schmierrille stirnseitig der Spannbuchse ausläuft, so daß hier in nicht erwünschter Weise Schmiermittel austreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spann­ buchse mit einem Längsschlitz zu schaffen, bei welcher sichergestellt ist, daß an ihren Stirnseiten kein Schmiermittel austreten kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Zunächst sieht die Erfindung, wie an sich bei Rohrbuchsen bzw. bei gerollten Buchsen mit Preßsitz bekannt, umfangs­ seitig geschlossene Lippendichtringe vor, die in den Stirnseiten der Spannbuchse benachbarte Randnuten einge­ bettet werden. Die Lippendichtringe sind zweiteilig aus­ gebildet. Sie bestehen jeweils aus einer zur Längsachse der Spannbuchse hin gerichteten elastischen Lippe, die in einem stählernen Basisring gekammert ist, der dann in eine Randnute eingebettet wird. Dazu wird bei der Montage die Spannbuchse um den notwendigen Betrag federnd aufge­ weitet. Anschließend werden die Lippendichtringe einge­ setzt. Durch den Rückfederungseffekt der Spannbuchse sind sie dann zwar mit Spiel, ansonsten aber sicher gekammert.

Die Lippendichtringe verhindern das Austreten von Schmiermittel aus dem Spalt zwischen der inneren Oberflä­ che der Spannbuchse und der äußeren Oberfläche eines in die Spannbuchse fassenden Bauteils, wie z. B. eine Welle oder Achse. Um auch im Bereich des mit der Verteilernut verbundenen Längsschlitzes ein Austreten von Schmiermit­ tel zu verhindern, werden von dem Längsschlitz ausgehende und einander paarweise gegenüberliegende, sich über die gesamte Dicke der Wand in Umfangsrichtung erstreckende Aussparungen in der Nähe der Stirnseiten der Spannbuchse vorgesehen. Mithin sind jeweils zwei Aussparungen benach­ bart jeder Stirnseite vorhanden. In die sich dann zu bei­ den Seiten des Längsschlitzes jeweils einander gegenüber­ liegenden Aussparungen werden den Längsschlitz querende elastische Dichtelemente eingebettet, die gegenüber dem Volumen der Aussparungen ein Übermaß besitzen. Folglich können sich diese Dichtelemente bei der Montage der Spannbuchse den vorgegebenen Maßen und Toleranzen anpas­ sen und durch das Übermaß eine sichere Abdichtung des Längsschlitzes zu den Stirnseiten der Spannbuchse hin, insbesondere am Außenumfang, bewirken.

Die Spannbuchse besitzt dadurch nicht nur alle Vorteile einer federnden Spannbuchse nach DIN 1498, sondern zu­ sätzlich auch dieselbe Abdichtqualität, wie sie bei einer Rohrbuchse bzw. einer gerollten Buchse mit Preßsitz vor­ handen ist.

Das Einsatzspektrum der erfindungsgemäßen Spannbuchse wird folglich deutlich heraufgesetzt.

Hinsichtlich der Qualität des Materials der Dichtelemente verlangt deren Anforderungsprofil eine hohe Abriebfestig­ keit bei gleichzeitig guter Verformungsmöglichkeit.

Eine einwandfreie Verankerung der Dichtelemente in den Aussparungen ist dann gewährleistet, wenn die Merkmale des Anspruchs 2 zur Anwendung gelangen.

In diesem Zusammenhang erweisen sich ferner die Merkmale gemäß Anspruch 3 als besonders vorteilhaft.

Entsprechend Anspruch 4 wird eine vorteilhafte Ausfüh­ rungsform der Erfindung darin gesehen, daß die Dichtele­ mente stabförmig ausgebildet und in Anpassung an die ge­ schlossenen inneren Enden der Aussparungen endseitig ge­ rundet sind. Derartige Dichtelemente können auf einfache Weise aus längeren Strängen durch einfaches Abteilen ge­ wonnen werden.

Der Querschnitt der Dichtelemente ist im Prinzip belie­ big. Sicherzustellen ist allerdings, daß das Übermaß im Vergleich zum Volumen der Aussparungen so groß ist, daß die Dichtwirkung zweifelsfrei gewährleistet wird. Zu die­ sem Zweck können die Dichtelemente gemäß Anspruch 5 einen runden Querschnitt aufweisen.

Vorstellbar sind nach Anspruch 6 aber auch Dichtelemente, die einen rechteckigen Querschnitt mit ebenen oder ge­ wölbten Oberflächen aufweisen. Hierbei können alle vier umfangsseitigen Oberflächen plan eben sein oder nur zwei einander gegenüberliegende Oberflächen plan eben und die dazu im rechten Winkel einander gegenüberliegenden Ober­ flächen gewölbt sein. Desweiteren können alle vier Ober­ flächen gewölbt gestaltet sein.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 7 sieht vor, daß die randseitig in den Aussparungen gekammerten Dichtelemente durch einen Steg einstückig miteinander verbunden sind, der sich im Längsschlitz erstreckt. Die Dichtwirkung wird auf diese Weise noch weiter verbessert.

Um das gewünschte Anforderungsprofil an die Dichtelemente in Bezug auf hohe Abriebfestigkeit bei gleichzeitiger guter Verformungsmöglichkeit sicherzustellen, sehen die Merkmale des Anspruchs 8 vor, daß die Dichtelemente aus einem Polymer, einem Polyamid oder einem entsprechenden Kunststoff bestehen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geschlitzte Spannbuchse in der Perspek­ tive;

Fig. 2 die Spannbuchse der Fig. 1 in der Drauf­ sicht;

Fig. 3 ein Dichtelement für die Spannbuchse der Fig. 1 und 2 in der Stirn- und Seitenan­ sicht;

Fig. 4 bis 6 drei weitere Dichtelemente für die Spann­ buchse der Fig. 1 und 2 in der Stirn- und Seitenansicht;

Fig. 7 in der Draufsicht zwei durch einen Steg ver­ bundene Dichtelemente gemäß Fig. 3;

Fig. 8 die Bauart der Fig. 7 in der Seitenansicht und

Fig. 9 einen vertikalen Querschnitt durch einen Bau­ teil mit Welle und Spannbuchse.

Die im wesentlichen zylindrische Spannbuchse 1 der Fig. 1 und 2 weist einen über die gesamte Länge durchge­ henden Längsschlitz 2 mit einem V-förmigen Querschnitt auf. Von dem Längsschlitz 2 zweigen in der Nähe der Stirnseiten 3, 4 sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparungen 5-8 ab. Die Aussparungen 5-8 sind an den in­ neren Enden 9 gerundet. Ihre Länge L entspricht etwa dem Zweifachen der mittleren Breite B des Längsschlitzes 2. Die Breite B1 der Aussparungen 5-8 entspricht etwa der mittleren Breite B des Längsschlitzes 2. Die Aussparungen 5-8 verlaufen über die gesamte Dicke D der Wandung 10 der Spannbuchse 1.

In der vertikalen Mittelquerebene MQE der Spannbuchse 1 ist umfangsseitig eine im Querschnitt rund gemuldete Ver­ teilernute 11 für Schmiermittel in der äußeren Oberfläche 14 vorgesehen, die mit ihren beiden Enden in den Längs­ schlitz 2 mündet. Die Verteilernute 11 steht über zwei Querbohrungen 12 in der Wandung 10 mit in die innere Oberfläche 13 der Spannbuchse 1 eingearbeiteten Schmier­ rillen 15 in Verbindung, welche sich diagonal von einer einer Stirnseite z. B. 3 benachbarten Randnute 16 bis zu einer der anderen Stirnseite z. B. 4 benachbarten Randnute 17 erstrecken.

Die Übergänge von den Stirnseiten 3, 4 auf die äußere Oberfläche 14 sind mit Fasen 18 versehen.

Die Randnuten 16, 17 dienen der Lagerung von aus der Fig. 9 näher erkennbaren Lippendichtringen 19. Diese set­ zen sich aus einem inneren Dichtring 20 aus einem elasti­ schen Material sowie aus einem äußeren geschlossenen me­ tallischen Basisring 21 zusammen. Die Dichtringe 20 sind in den Basisringen 21 gehalten. Die Lippendichtringe 19 verhindern den stirnseitigen Austritt von Schmiermittel aus dem Spalt 23 zwischen der inneren Oberfläche 13 der Spannbuchse 1 und der Oberfläche 24 einer die Spannbuchse 1 durchsetzenden Welle 25.

Die Aussparungen 5-8 dienen der Lagerung von Dichtelemen­ ten 22, 22a-c (siehe Fig. 3 bis 9). Diese Dichtele­ mente 22, 22a-c haben den Zweck, den Längsschlitz 2 zu den Stirnseiten 3, 4 der Spannbuchse 1 hin so abzudich­ ten, daß kein Schmiermittel aus dem Spalt 26 zwischen der inneren Oberfläche 28 des die Spannbuchse 1 aufnehmenden Bauteils 27 und der äußeren Oberfläche 14 der Spann­ buchse 1 treten kann.

Die aus den Fig. 3 bis 6 erkennbaren stabförmigen Dichtelemente 22, 22a-c erstrecken sich nach ihrem Einbau in die Spannbuchse 1 in Umfangsrichtung von der einen Aussparung 5 bzw. 7 in die andere Aussparung 6 bzw. 8 und queren hierbei den Längsschlitz 2. Sie haben im Vergleich zu dem Volumen der Aussparungen 5-8 ein Übermaß, so daß sie, wie die Fig. 9 zu erkennen gibt, dichtend an der inneren Oberfläche 28 des Bauteils 27 sowie an der Ober­ fläche 24 der Welle 25 anliegen.

Gemäß Fig. 3 weisen die Dichtelemente 22 einen runden Querschnitt auf.

Die Fig. 4 zeigt ein stabförmiges Dichtelement 22a mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei alle vier Oberflächen 29 gewölbt gestaltet sind.

In der Fig. 5 ist ein Dichtelement 22b veranschaulicht, bei welchem zwei gegenüberliegende Oberflächen 30 plan­ eben und die beiden anderen Oberflächen 31 gewölbt ausge­ bildet sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 besitzt das Dichtele­ ment 22c vier planebene Oberflächen 32.

Die Stirnseiten 33 aller Dichtelemente 22, 22a-c der Fig. 3 bis 6 sind an die gerundeten Enden 9 der Ausspa­ rungen 5-8 angepaßt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 und 8 sind zwei Dichtelemente 22 gemäß der Gestaltung der Fig. 3 durch einen Steg 34 einstückig miteinander verbunden. Dieser ebenfalls einen runden Querschnitt aufweisende Steg 34 erstreckt sich dann nach der Einbettung der Dichtelemente 22 in die Aussparungen 5-8 im Längsschlitz 2.

Bezugszeichenliste

1

- Spannbuchse

2

- Längsschlitz in

1

3

- Stirnseite v.

1

4

- Stirnseite v.

1

5

- Aussparung in

1

6

- Aussparung in

1

7

- Aussparung in

1

8

- Aussparung in

1

9

- Enden v.

5-8

10

- Wandung v.

1

11

- Verteilernute in

14

12

- Querbohrungen in

10

13

- innere Oberfläche v.

1

14

- äußere Oberfläche v.

1

15

- Schmierrille in

13

16

- Randnute

17

- Randnute

18

- Fasen

19

- Lippendichtringe

20

- Dichtringe v.

19

21

- Basisringe v.

19

22

- Dichtelement

22

a- Dichtelement

22

b- Dichtelement

22

c- Dichtelement

23

- Spalt zw.

13

u.

24

24

- Oberfläche v.

25

25

- Welle

26

- Spalt zw.

28

u.

14

27

- Bauteil

28

- innere Oberfläche v.

27

29

- Oberfläche v.

22

a

30

- Oberfläche v.

22

b

31

- Oberfläche v.

22

b

32

- Oberfläche v.

22

c

33

- Stirnseiten v.

22

,

22

a-c

34

- Steg zw.

22

B- mittlere Breite v.

2

B1- Breite v.

5-8

D- Dicke v.

10

L- Länge v.

5-8

MQE- Mittelquerebene v.

1

Claims (8)

1. Spannbuchse mit einem Längsschlitz (2) und mindestens einer in der inneren Oberfläche (13) vorgesehenen, im Bereich der Stirnseiten (3, 4) in innere Randnuten (16, 17) mit darin eingebetteten umfangsseitig ge­ schlossenen Lippendichtringen (19) auslaufenden Schmierrille (15), die über wenigstens eine Querboh­ rung (12) mit einer in die äußere Oberfläche (14) eingearbeiteten umfangsseitigen Verteilernut (11) in Verbindung steht, wobei neben den Randnuten (16, 17) vom Längsschlitz (2) ausgehende und einander paar­ weise gegenüberliegende, sich über die gesamte Dicke (D) der Wandung (10) in Umfangsrichtung erstreckende Aussparungen (5-8) vorgesehen sind, in denen den Längsschlitz (2) querende, gegenüber dem Volumen der Aussparungen (5-8) ein Übermaß aufweisende elastische Dichtelemente (22, 22a-c) gekammert sind.

2. Spannbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Aussparungen (5-8) bis zu etwa dem Zweifachen der mittleren Breite (B) des Längsschlitzes (2) ent­ spricht.

3. Spannbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B1) der Aussparungen (5-8) etwa der mittleren Breite (B) des Längsschlitzes (2) entspricht.

4. Spannbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (22, 22a-c) stabförmig ausgebildet und in Anpassung an die geschlossenen inneren Enden (9) der Aussparungen (5-8) endseitig gerundet sind.

5. Spannbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (22) einen runden Querschnitt aufwei­ sen.

6. Spannbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (22a-c) einen rechteckigen Querschnitt mit ebenen Oberflächen (30, 32) oder gewölbten Ober­ flächen (29, 31) aufweisen.

7. Spannbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in die randseitigen Aussparungen (5-8) eingebetteten Dichtelemente (22, 22a-c) über einen sich im Längs­ schlitz (2) erstreckenden Steg (34) einstückig mit­ einander verbunden sind.

8. Spannbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (22, 22a-c) aus einem Polymer, einem Polyamid oder einem entsprechenden Kunststoff beste­ hen.