DE202004015680U1

DE202004015680U1 - Spielfreie reibungsreduzierte Gleitlagerbuchse

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Publication number: DE202004015680U1
Application number: DE200420015680
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2014-10-09

Abstract

Gleitlagerbuchse zur spielfreien und reibungsreduzierten Lagerung von Achsen/Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine spezielle Formgebung aufweist, charakterisiert durch den segmentierten Verlauf der Buchsenwand. Prinzipiell sind radial versetzte Auflagerflächen (Skizze 2, Segmente A und B) durch elastische Stege (Skizze 2, Segmente C) federnd entkoppelt. Die Anzahl und Teilung der Segmente ist anwendungsspezifisch. Die Gestaltung der Stege ist anwendungsspezifisch.

Description

Einleitung
An moderne Gleitlager werden unter anderem folgende Anforderungen gestellt.

• Geringe Reibung
• Geringes Lagerspiel
• Weites Einsatzgebiet
• Anspruchslose Anschlusskonstruktion
• Wirtschaftlichkeit
• Geringer Bauraum

Die Kombination dieser Anforderung ist bisher nur mit Einschränkungen möglich.
Die neuartige Formgebung ermöglicht alle Anforderungen in Kombination ohne Einschränkung zu erfüllen.
Gleitlager
Gleitlagerbuchsen werden zur Befestigung in eine Bohrung eingepresst.
Damit ein Festsitz gewährleistet ist, muss die Gleitlagerbuchse ein Übermaß zur Aufnahmebohrung besitzen.
Durch das Einpressen der Buchse (mit Übermaß) in die Bohrung legt sich der Außendurchmesser der Buchse an die Bohrung an. Maßabweichungen (Toleranzen) der Bohrung übertragen sich normalerweise auf den Innendurchmesser der Buchse.
Beschreibung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Skizzen 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:
Skizze 1 die Einbausituation der Buchse in einem Gehäuse mit gelagerter Welle (Schnittansicht durch die Lagerstelle, räumliche Ansicht),
Skizze 2 die prinzipielle Formgebung der Buchse mit den Segmenten A, B, C,
Skizze 3 die Einbausituation der Buchse mit balliger Gleitfläche (Schnittansicht durch die Lagerstelle, kleinster Durchmesser im Bereich D),
Skizze 4 technische Ausführung einer zylindrischen Buchse mit Schnittansicht A-A und isometrische Ansicht,
Skizze 5 technische Ausführung einer balligen Buchse mit Schnittansicht A-A und isometrische Ansicht.
Je nach Anwendung ist die neuartige elastische Gleitlagerkonstruktion in zwei Varianten zu unterscheiden.
Für den Einsatzfall als Radiallager bei reiner Rotation ist die segmentierte Buchse mit zylindrischem Innendurchmesser einzusetzen. (Skizzen 1 und 2).
Durch die neuartige Formgebung ist der Innendurchmesser der Buchse im tragenden Bereich der Welle (Skizze 2 – Segmente A) von der tragenden Anlagefläche der Buchse (Skizze 2 – Segmente B) in der Bohrung federnd entkoppelt. Durch diesen segmentierten Verlauf der Buchsenwand wird die federnde Entkopplung des tragenden Außendurchmessers zum tragenden Innendurchmesser erzeugt.
Die inneren Segmente A tragen die Welle an dem Innendurchmesser der Buchse, die äußeren Segmente B stützten den Außendurchmesser der Buchse in der Gehäusebohrung ab. Beide Segmente sind durch ein elastisches Federelement (Skizze 2 – Segment C) miteinander verbunden. Konstruktiv lässt sich das Federelement durch unterschiedliche Winkel in Steifigkeit und Federweg variieren.
Für den Einsatzfall der axialen Bewegungen ist der Innendurchmesser der Buchsen zudem leicht ballig ausgeführt (Skizze 3). Die o. g. Eigenschaften der Buchse gelten analog. Darüber hinaus lässt die ballige Formgebung eine Schiefstellung der Achse zu. Ein Klemmen, hervorgerufen durch Kantenpressung wird dadurch verhindert. Die Formelastizität der Buchse gewährt weiterhin Maßveränderungen des Wellendurchmessers und der Gehäusebohrung.
Die federnde Entkopplung basiert auf radial versetzte Auflageflächen die über elastische Stege verbunden sind. Die Verbindungsstege sind so gestaltet, dass das System ein Maximum an Federweg bei hoher Elastizität erreicht. Der Verlauf der Stege, d.h. der eingeleitete Winkel von Innendurchmesser zu Außendurchmesser, sowie die Wanddicke und die Länge der Stege sind maßgebend für Steifigkeit und Federweg. Damit wird auch der maximale Toleranzausgleich bestimmt.
Die Buchse ist so ausgelegt, dass das Einbaulagerspiel selbst bei der ungünstigsten Kombination der Toleranzen von Welle, Gehäuse und Buchse minimal ist. Ändern sich nun die Toleranzen von Welle oder Gehäusebohrung, so wird die Feder entspannt. Diese automatische Anpassung verhindert ein Verklemmen der Lagerung.
Vorteile
Reduzierte Reibung
Bei Kunststoffen fällt der Reibwert mit steigender Flächenpressung. Um die Flächenpressung zu vergrößern wurde der Traganteil reduziert und somit eine leichtgängige Lagerung erreicht.
Spielfreie Lagerung, höchste Präzision
Aufgrund der federnden Entkopplung ist das Lagerspiel unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen (Temp. Toleranzen (siehe unten). Somit kann auf ein Grundlagerspiel verzichtet werden. Die Buchse soll mit Vorspannung zwischen Welle und Buchse betrieben werden. Das Lagerspiel reduziert sich auf Null.
Weites Einsatzgebiet, äußere Einflüsse
- Anspruchslose Anschlusskonstruktion
Bei minderwertigen Bohrungen hat die flexible Eigenschaft der Buchse den Vorteil, dass der Innendurchmesser der Buchse und somit die Lagerstelle von Wellen/Achsen, nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Einflüsse des Gehäuses, welche auf den Außendurchmesser der Buchse einwirken, werden durch das elastische Federsegment nicht direkt auf die Bohrung der Buchse übertragen.
- Einsatz bei verschiedenen Bewegungsformen

Rotation => spielfreie Lagerung
Translation => Ausgleich von Fluchtungsfehler, spielfreie Lagerung, Ausgleich von Achsabstandsveränderungen

- Einsatz bei Temperaturschwankungen
Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoffen kann es bei herkömmlichen Gleitlagern zu erhöhter Reibung und sogar zum Klemmen der Buchse kommen. Bei der segmentierten Buchse ändert sich das Lagerspiel durch die flexible Lagerung nicht.
Wirtschaftlichkeit
Die Buchse läst sich im Spritzgussverfahren herstellen.
Geringer Bauraum
Die Buchsen lassen sich für kleine Wellendurchmesser mit Wanddicken ab 0,5 mm fertigen.

Claims

Gleitlagerbuchse zur spielfreien und reibungsreduzierten Lagerung von Achsen/Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine spezielle Formgebung aufweist, charakterisiert durch den segmentierten Verlauf der Buchsenwand. Prinzipiell sind radial versetzte Auflagerflächen (Skizze 2, Segmente A und B) durch elastische Stege (Skizze 2, Segmente C) federnd entkoppelt. Die Anzahl und Teilung der Segmente ist anwendungsspezifisch. Die Gestaltung der Stege ist anwendungsspezifisch.
Gleitlagerbuchse wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Formgebung der Segmente A durch eine Balligkeit des Innendurchmesser in Längsrichtung charakterisiert ist (Skizze 3, Bereich D). Der Radius der Balligkeit ist anwendungsspezifisch.
Gleitlagerbuchse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser im Bereich von 1 – 250 mm, die Aussendruchmesser im Bereich 1,5 – 350 mm und Wanddicken im Bereich 0,1 – 100 mm liegen.
Gleitlagerbuchse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Material aus den Werkstoffgruppen – der Metalle oder der Kunststoffe (Thermoplaste, Duroplaste oder Elastomere) stammt.