DE202010015245U1

DE202010015245U1 - Lagerschalen mit einer rändelartigen Struktur

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Publication number: DE202010015245U1
Application number: DE202010015245U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2020-11-10

Abstract

Lagerschalen von Wälz- oder Gleitlagern, die eine achsparallele, rändelartige Struktur (1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das sich diese Struktur bei Wälzlagern am Außen- und/oder Innendurchmesser befindet, bei Gleitlagerbuchsen sich diese Struktur am Außendurchmesser befindet.

Description

Lagerschalen üblicher Bauart, sowohl von Wälzlagern, wie auch von Gleitlagern weisen in der Regel eine glatte Zylindermantelfläche auf, die sowohl am Innendurchmesser, wie auch am Außendurchmesser des Lagers als Passmaß ausgebildet ist. Das jeweilige Gegenstück (Gehäusebohrung oder Welle) wird dann ebenfalls als Passmaß ausgebildet. Die Lage der Toleranzfelder der Passmaße entscheidet darüber, ob der jeweilige Lagersitz als Festlager oder als Loslager zum Einsatz kommt.
Wenn man den klassischen Fall einer mit zwei Wälzlagern gelagerten Welle in einem Gehäuse betrachtet, dann gibt es vier Stellen, die einen Passsitz haben müssen; zweimal die Außendurchmesser der Lager im Gehäuse, zweimal die Innendurchmesser der Lager auf der Welle. Drei dieser Passsitze werden in der Regel als Festsitz ausgebildet (entweder über eine Presspassung oder über eine Übergangspassung mit zusätzlichen Elementen zur axialen Sicherung, z. B. Sicherungsring). Der vierte Passsitz wird als Loslager ausgebildet, um bei Längenänderungen der Bauteile Gehäuse und Welle durch Temperaturschwankungen einen Ausgleich zuzulassen.
Die Forderung nach Passungen für die Aufnahme von Lagern ist mit einer aufwändigen Bearbeitung der Bauteile (Gehäuse und Welle) verbunden, denn für Passungen gelten in der Regel enge Toleranzgrenzen und kleine Oberflächenrauhigkeiten. Hier werden oft Feinbearbeitungsverfahren, wie Aufreiben, Feindrehen oder Schleifen erforderlich, die entsprechende Kosten nach sich ziehen.
Insbesondere bei der Großserienproduktion von Gehäuseteilen, die als Spritzguss aus Kunststoff, Aluminium oder Zink hergestellt werden, können die erforderlichen Maßgenauigkeiten nicht erbracht werden, wodurch aufwändige und damit kostenintensive spanabhebende Nacharbeiten für die Lagersitze entstehen.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen einer rändelartigen Struktur auf den Lagerschalen gelöst (siehe 1). Mit der Erfindung wird erreicht, dass die aufwändige Bearbeitung von Gehäusebohrungen oder Wellendurchmessern für die Erzeugung eines Lagerpassmaßes für Festlagersitze entfallen kann. Toleranzen und Oberflächenrauhigkeiten können größer gehalten werden. Durch das Eingraben der rändelartigen Struktur der Lagerschalen in das jeweilige Gegenstück (Gehäuse oder Welle) wird ein für viele Zwecke ausreichender Festsitz, sowohl in axialer, im besonderen aber in radialer Weise erzielt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 6 dargestellt. Zwei Nuten (siehe 4) links und rechts der rändelartigen Struktur oder Absätze (siehe 3), Radien oder Fasen an den Außenkanten des Lagers können Späne aufnehmen, die bei der Montage des Lagers in oder auf das Gegenstück abgeschabt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 7 dargestellt. Der gewölbte Außen- und/oder Innendurchmesser (siehe 5) mit rändelartiger Struktur des Lagers erlaubt einen zusätzlichen Winkelversatz der Welle (siehe 6), und das bei ausreichendem radialen Festsitz der Lagerschale.
Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden anhand der 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:
1 Lager mit rändelartiger Struktur am Außen- und/oder Innendurchmesser
2 Lager mit rändelartiger Struktur nur über einen Teil der Lagerbreite
3 Lager mit seitlichen Absätzen für die Spanaufnahme bei der Montage
4 Lager mit zusätzlichen Nuten für die Spanaufnahme bei der Montage
5 Lager mit gewölbtem Außen- und/oder Innendurchmesser
6 Ausgleich von Winkelversatz bei Lagerschalen mit gewölbt ausgeführtem Außen- und/oder Innendurchmesser
Es empfiehlt sich, die rändelartige Struktur härter zu halten als das Gegenstück (Gehäuse oder Welle), damit sich diese Struktur im Gegenstück eingraben bzw. verkrallen kann. Im Falle von Wälzlagern ist dieser Sachverhalt gegeben, da Wälzlager in der Regel gehärtet sind. Für Gleitlager muss man die Werkstoffdaten des Lagers und des Gegenstückes beachten, z. B. würde ein Bronze-Gleitlager, das in ein Kunststoffgehäuse gedrückt wird, diese Forderung erfüllen.
Bezüglich der Herstellung der rändelartigen Struktur an gehärteten Lagerschalen eines Wälzlagers könnten Verfahren wie Hartschälen, Hartstoßen oder Harträumen zum Einsatz kommen.
Bezüglich der Herstellung der rändelartigen Struktur an weichen Lagerschalen eines Gleitlagers könnte das gängige Verfahren Rändeln auf Drehautomaten zum Einsatz kommen.
Es wäre auch vorstellbar, dass man Lager mit rändelartiger Struktur am Außen- und/oder Innendurchmesser als Standartteile in Katalogen definiert, und den potentiellen Kunden die jeweiligen Aufnahmedurchmesser mit Toleranzen vorschreibt. Die Toleranzen für ein Lager mit z. B. 20 mm Außendurchmesser würden sich dann z. B. im Bereich von 0,1 mm bewegen, anstatt im Bereich von 0,01 mm. Der Lagersitz könnte somit durch Bohren fertig gestellt werden, anstatt durch Vorbohren und Aufreiben.
Ferner wäre denkbar Lager mit rändelartiger Struktur am Außen- und/oder Innendurchmesser zu normen.

Claims

Lagerschalen von Wälz- oder Gleitlagern, die eine achsparallele, rändelartige Struktur (1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das sich diese Struktur bei Wälzlagern am Außen- und/oder Innendurchmesser befindet, bei Gleitlagerbuchsen sich diese Struktur am Außendurchmesser befindet.
Lagerschalen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (Gehäuse oder Welle) zur Aufnahme der Lagerschale als Festsitz keine Passmaßtoleranz erhalten muss.
Lagerschalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich die harte, rändelartige Struktur (1) des Lagers in das weichere Material des Gegenstückes (Gehäuse oder Welle) eingräbt und so ein formschlüssiger Festsitz gegen radiale Verdrehung, aber auch ein ausreichender kraftschlüssiger Festsitz gegen axiales Wandern entsteht.
Lagerschalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die rändelartige Struktur (1) über die gesamte Lagerbreite geht.
Lagerschalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die rändelartige Struktur nur über einen Teil der Lagerbreite geht, sowohl am Innen- und/oder Außendurchmesser, z. B. über ein mittig liegendes Teilstück (2), wobei die links und rechts der rändelartigen Struktur verbleibenden glatten, zylindrischen Oberflächen (3), die als Spielpassung zum Gegenstück ausgelegt sind, bei der Montage als Anfädelhilfe für das Lager dienen.
Lagerschalen nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass links und rechts der rändelartigen Struktur kleine Nuten (4) beliebigen Querschnittes angebracht sind, oder an den Außenkanten Absätze (5), Fasen oder Radien, in denen sich Späne sammeln können, die bei der Montage des Lagers durch die rändelartige Struktur am Gegenstück (z. B. Gehäuse oder Welle) abgeschabt werden.
Lagerschalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschalendurchmesser, auf den die rändelartige Struktur aufgebracht wird, gewölbt ausgeführt ist, z. B. ballig. Die achsparallele rändelartige Struktur hat somit bezüglich der Lagerbreite in der Mitte (6) ihren größten Durchmesser. An den beiden Außenkanten (7) des Lagers ist der Durchmesser entsprechend kleiner. Diese Eigenschaft wäre als Anfädelhilfe bei der Lagermontage hilfreich.
Lagerschalen nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das montierte Lager bedingt durch den gewölbten Außen- und/oder Innendurchmesser um einen kleinen Winkelbetrag (8) gegenüber dem Gegenstück (Gehäuse (9) oder Welle (10)) verkippen kann, und so einen Winkelfehler (11) der gelagerte Welle ausgleichen kann, ohne Einbußen beim Festsitz, insbesondere radialer Art, zu erleiden.