DE2303051A1

DE2303051A1 - Selbstnachstellende lagerhuelse fuer wellenlager

Info

Publication number: DE2303051A1
Application number: DE2303051A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung M Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1972-01-26
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1973-08-02
Also published as: US3829184A; GB1416234A; IT978542B; DE2303051C3; FR2169469A5; DE2303051B2

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. LlEBAU

Dipl. ing. G. LIEBAU

8900 Augsburg-GSggingen, den 22.1.1973 von-Eidwndorff-StraB· 10

Unser Zeichen R 9015 (Bei Rückantwort bitte angeben)

Ihr Zeichen

REGIE NATIOWALE_- DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola,
Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

75 Avenue de la Grande Armee

Paris / Frankreich

Selbstnachstellende Lagerhülse für Wellenlager

Die Erfindung bezieht sich auf selbstnachstellende Lagerhülsen für Wellenlager und ist in erster Linie bei allen Arten von Gelenken und Lagerungen für massig oder geringfügig belastete Einrichtungen verwendbar.

Es ist bekannt, daß jede Gelenkverbindung ein gewisses funktioneiles Spiel zwischen der Lagerhülse und der von

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dieser Lagerhülse aufgenommenen Welle oder dem Zapfen, und auch zwischen der Lagerhülse und dem Lager aufweisen muß. Die Herstellungstoleranzen setzen ein zuweilen erhebliches zweifaches Spiel (une fourchette de jeux) voraus, was dazu zwingt, nach Lösungen zu suchen, die das Nachstellen des Spiels erlauben»

Die bekannten Lösungen bedienen sich entweder einer Verminderung des Spiels, indem sie die Toleranzen der Abmessungen jedes Gelenkstücks einengen, oder einer Nacharbeitung nach dem Zusammenbau, um ein minimales Spiel zu erzielen.

Die bekannten Lösungen weisen aber die folgenden Nachteile auf:

a) stark erhöhte Montagekosten wegen der nach der Montage auszuführenden Nachbesserungen, wegen eingeengter Toleranzen, oder auch wegen zu enger Passungen von Lagerhülsen in den Lagern;

b) Gefahr zu kräftigen Einspannens;

c) keine Möglichkeit zum Nachstellen oder zur Vergrösserung des Spiels.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine selbstnachstellende Lagerhülse zu entwickeln, die die genannten, Nachteile nicht aufweist und die, indem sie die Elastizität des Materials, aus dem diese Hülse besteht, ausnützt, ohne die Elastizitätsgrenze zu überschreiben, das Spiel auszuschalten und die Achse oder den Zapfen in der Bohrung des Lagerringes zu zentrieren erlaubt.

Eine derartige Lagerhülse, die zur Aufnahme einer Achse

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oder eines Zapfens dient und in ein Lager geklemmt und mit einem Anschlagflansch versehen ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen elastischen Abschnitt aufweist, der sich in radialer Richtung durch die Stützkraft verformen läßt, die die Achse oder der Zapfen an seinem Ende ausübt, und mindestens einen praktisch unverformbaren Abschnitt, und daß der elastische Abschnitt mindestens einen kegelstumpfartigen Teil mit mindestens drei Längsschlitzen besitzt und von dem Zapfen oder der Achse so verformt wird, daß mindestens zwei kegelstumpfartige Teile mit voneinander abweichender Konusneigung entstehen, deren geschlitzte Elemente mit gemeinsamer Basis gespreizt werden und sich gegen das Lager oder gegen den Zapfen legen, während die dem Flansch abgewandten Enden gespreizt werden, wobei sie an dem Zapfen oder dem Lager abgestützt bleiben.

Weitere Merkmale, ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung möglicher Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Lagerhülse anhand der zugehörigen Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Lagerhülse; Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Lagerhülse;

Fig. 3 einen Schnitt durch die verformte Lagerhülse mit darin aufgenommenem Zapfen;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine abgeänderte Form einer Lagerhülse mit umgekehrt verlaufendem Konus;

Fig. δ einen schematisch gezeichneten Schnitt durch eine eingebaute Lagerhülse mit den daran auftretenden Kräften;

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Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsvariante einer Lagerhülse mit doppeltem Aussenkonus;

Fig. 7 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsvariante einer Lagerhülse mit doppeltem Innenkonus.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß eine erfindungsgemässe Lagerhülse aus zwei Abschnitten besteht: einem ersten, als elastischer Teil bezeichnetem Abschnitt 1, der einen ersten Kegelstumpfteil la mit relativ starker Konizität aufweist, und einem zweiten, sehr schwach kegelförmigen oder sogar zylindrischen Kegelstumpfteil Ib, sowie einem zweiten starren Zylinderteil 2, der das eigentliche Lagerelement darstellt und mit einem Abschlußflansch 2a versehen ist. Der kleine Querschnitt des kegelstumpfartigen Teils befindet sich an der dem Flansch abgewandten Seite.

Der erste Abschnitt 1 zeigt mindestens drei Längsschlitze 3, durch die Segmente 4 gebildet werden, die dem Ring eine Nachgiebigkeit in radialer Richtung verleihen; bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind vier symmetrisch angeordnete Schlitze vorgesehen.

Der kleinste Innendurchmesser des Kegelstumpfteils la muß kleiner sein als der Durchmesser des in der Lagerbüchse unterzubrxngenden Zapfens bzw, der Achse. Wie Fig. 3 erkennen läßt, kann man in der Lagerhülse den Zapfen 5 einer Welle oder Achse 6 aufnehmen.

Wenn man die Achse in die Lagerhülse einführt, die ihrerseits in einem Lager 7 steckt, bewirkt das Einschieben des Zapfens 5 eine Radialkraft, die von diesem Zapfen auf die

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Endpunkte 8 der Kegelsegmente 4 ausgeübt wird; diese Punkte entfernen sich daher voneinander. Die Segmente können daher nun als Träger betrachtet werden, die bei 9 in den Teil 2 eingespannt und so verformt sind, daß sie zwei einander entgegengerichtete Hohlkegel bilden, deren gemeinsame Basis 10 in einer zu der Achse des Zapfens 5 praktisch senkrecht stehenden Ebene Y-Y¹ verlaufen, die durch die Basis des stärker konischen Kegels la (vgl, Fig. 2) verläuft. Die Punkte der Segmente M- auf dieser Basis 10 sind ebenfalls voneinander entfernt und stützen sich gegen das Lager 7, wo sie eine radial gerichtete Saktionskraft hervorrufen .

Wenn man gemäß Fig. 5 mit a den Abstand zwischen der Geraden Y-Y* und der Einspannung 9 bezeichnet, mit b den Abstand zwischen dem Ende 8 der Segmente und der Einspannung 9, mit F₁ die Radialkraft, die der Zapfen 5 auf die Enden der konischen Segmente 4 der Lagerhülse ausübt, und mit F„ die Reakt ions kraft, die das Lager 7 bei 10 auf die Segmente ausübt, erhält man die folgende, von der Gleichheit der Momente ausgehende Beziehung

F₁ . b = F₂ . a
bzw.

^Fl - b *2»
und da

f- K1 > ergibt sich F₁ ^ F₂

Die Verformung des Ringes steht somit der Rotation der Achse 6 nicht entgegen. Ein grosser Vorteil der genannten Lagerhülsen besteht darin, daß sie keine sorgfältige Bearbeitung des Lagers, in dem stecken, erforderlich machen, weil sie das Spiel selbsttätig ausgleichen.

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Die Lager hülse kann auch verschiedene Abänderungen erfahren; wie beispielsweise die Fig. 4 zeigt, kann ein Kegelstumpfteil 11a vorgesehen sein, der sich zu seinem freien Ende 8 hin erweitert, während der Rest der Lagerhülse unverändert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 6) ist eine Lagerhülse in Form eines Doppelkonus vorgesehen, der symmetrisch beiderseits eines Flansches 2a angeordnete Kegelstumpfteile 21a und 21'a und zylindrische Abschnitte 21b und 21'b mit durch diese Abschnitte führenden Längsschlitzen 3 und 3¹ aufweist.

In einer Ausführungsform mit Doppelkonus gemäß Fig. 7 findet man einen Abschnitt, der mit der Ausführung nach Fig.2 übereinstimmt und einen starren Ring 2 mit einem Endflansch 2a, einem praktisch zylindrischen Teil Ib und einem kegelstumpfartigen Teil la aufweist, der in der Figur nach links von einem umgekehrten Konus 31a fortgesetzt wird, an den sich ein zylindrischer Abschnitt 31b anschließt, der in einen einfachen Ringabschnitt 32 ausläuft. Längsschlitze 33 führen durch die gesamte Folge der Abschnitte Ib, la, 31a, 31b.

Natürlich lassen sich andere Ausführungsformen von Lagerhülsen verwenden, bei denen immer mit Längsschlitzen versehene konische Teile verwendet werden.

Die erfxndungsgemässen Lagerhülsen zeigen zahlreiche Vorteile, beispielsweise:

a) kein statische Spiel;

b) keine auf die verschiedenen Vibrationen zurückzuführenden Geräus ehe;

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c) keine Auswirkungen auf die Herstellungskosten der Gelenkstücke;

d) weitere Herstellungstoleranzen bei der Achse und dem Lager;

e) selbsttätiges Nachstellen des auf Verschleiß oder Wärmeausdehnung beruhenden Spiels;

f) Montage in einem unbearbeiteten I^ger (beispielsweise in Druckgußteilen) möglich.

Die erfindungsgemässen Lagerhülsen finden vielfache Anwendung im Automobilbau, z.B. in Lagern für Fußgashebel, in Handbremslagern, Vorgelegelagern usf..

Patentan Sprüche:

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Claims

Patentansprüche

·} Lagerhülse als Lagerung für eine Achse oder einen Zapfen bei massig oder gering beanspruchten Einrichtungen, eingeklemmt in ein Lager und mit einem Anschlagflansch versehen,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elastischer Abschnitt (1) vorgesehen ist, der sich in radialer Richtung durch die Stützkraft verformen läßt, die die Achse oder der Zapfen (5) an seinem Ende (8) ausübt, und mindestens ein praktisch unverformbarer Abschnitt (2), und daß der elastische Abschnitt (1) mindestens einen kegelstumpfartigen Teil (la) mit mindestens drei Längsschlitzen (3) besitzt und von dem Zapfen (5) oder der Achse so verformt wird, daß mindestens zwei kegelstumpfartige Teile (la, Ib) mit voneinander abweichender Konusneigung entstehen, deren geschlitzte Elemente mit gemeinsamer Basis (10) gespreizt werden und sich gegen das Lager (7) oder gegen den Zapfen (5) legen, während die dem Flansch (2a) abgewandten Enden (8) gespreizt werden, wobei sie an dem Zapfen (5) oder dem Lager (7) abgestützt bleiben.
2. Lagerhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Innendurchmesser des kegelstumpfartigen Teils (la) kleiner ist als der Durchmesser des Zapfens (5) oder der Achse, die in der Lagerhülse unterzubringen ist.

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3. Lagerhülse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Basis des kegelstumpfartigen Teils (la) sich an dem dem Anschlagflansch
(2a) abgewandten Ende der Lagerhülse befindet.
4. Lagerhülse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Basis des kegeistumpfartigen Teils (lla) sich an dem dem Anschlagflansch (2a) abgewandten Ende der Lagerhülse befindet.
5. Lagerhülse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei geschlitzte kegeistumpfartige Teile (21a, 21'a) symmetrisch beiderseits des Anschlagflansches (2a) angeordnet sind, und daß die Basis mit dem kleinsten Durchmesser jedes kegelstumpfartigen Teils jeweils ein Ende der Lagerhülse bildet.
6. Lagerhülse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß zwei geschlitzte kegelstumpfartige Teile (31a, la) mit entgegengesetzter Konusneigung
vorgesehen sind, daß die kleinen Basen der kegelstumpf artigen Teile (31a, la) zusammenfallen und im Mittelteil der Lagerhülse liegen und daß das dem Anschlagflansch (2a) abgewandte Ende als vollflächiger Ring (32) ausgeführt ist.

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