DE2517640A1 - Buchse fuer die lagerung von kolben, wellen und achsen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dipl.-:ng. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF I DirL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: 16 I06 Datum: 2 1. ApHI 1975

Maschinenfabrik Hilma GmbH, 5912 Hilehenbach,Dammstrasse 214-216 Buchse für die Lagerung von Kolben,Wellen und Achsen

Die Erfindung betrifft eine Buchse für die Lagerung von Kolben, Wellen und Achsen, insbesondere an Spannzeugen und Kolbenpumpen, die in einen Grundkörper einsetzbar ist.

Diese bekannten Buchsen für die Lagerung von Kolben,Wellen und Achsen werden vorbearbeitet und dann in eine vorbereitete Bohrung des Grundkörpers eingepreßt. Bei diesem Einpreßvorgang läßt sich das Entstehen von Rundheitsfehlern nicht vermeiden.Die unrunde Bohrung der Buchse muß deshalb nachbearbeitet werden,bevor sie zur Lagerung eines Kolbens, einer Welle oder einer Achse verwendet werden kann. Da außerdem der EinpreßVorgang nicht ausreicht, die Buchse sowohl zu positionieren als auch 3icher festzuhalten,muß bei der bekannten Ausführung nach dem Einpressen eine zusätzliche Lagefixierung vorgenommen werden, beispielsweise durch einen Seegerring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buchse für die Lagerung von Kolben,Wellen und Achsen zu schaffen,die vor dem Einsetzen in den Grundkörper mit einer Genauigkeit bis zu einem zenntausendstel Millimeter fertigbearbeitet werden kann und beim Einsetzen zugleich in die vorgeschriebene Lage gebracht und in dieser Lage festgehalten wird.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse auf ihrer Mantelfläche mit einem

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Haltering versehen ist, in dessen Bereich die innere FUhrungsfläche eine Freistichnut aufweist und an dem ein zylindrischer Haltebund ausgebildet ist,der durch bleibende Verformung ein Festlegen der Buchse am Grundkörper bewirkt.

Die erfindungsgemäße Buchse kann auf einem Bearbeitungsautomaten preiswert und mit hoher Präzision hergestellt werden. Da die Buchse auf einfache Weise in den jeweiligen Grundkörper eingesetzt wird, ohne daß die Gefahr einer Verformung besteht,kann sie zugleich fertigbearbeitet werden. Hierdurch entfällt eine Nachbearbeitung des mit der Buchse versehenen Grundkörpers,die nicht nur das bisher notwendige Einspannen und Ausrichten des Grundkörpers auf teuren Präzisionsmaschinen, beispielsweise Lehrenbohrwerken überflüssig macht,sondern auch jeglichen zusätzlichen Transport des Grundkörpers. Da im Bereich des Halteringes der Buchse die innere Führungsfläche eine Freistichnut aufweist,können beim Einsetzen der Buchse in die Aufnahmebohrung des Grundkörpers auftretende Verformungen der Buchse keine Unrundheiten der inneren Führungsflächen der Buchse zur Folge haben. Durch den zylindrischen Haltebund erfolgt eine exakte Ausrichtung der Buchse innerhalb der Aufnahmebohrung des Grundkörpers. Die bleibende Verformung des Haltebundes zum Festlegen der Buchse am Grundkörper ergibt einen hochdruckdichten Sitz, so daß auf spezielle Dichtungsmaßnahmen verzichtet werden kann. Durch die plastische Verformung des Haltebundes ergibt sich außerdem eine Vorspannkraft,durch welche die Lagefixierung besonders sicher ist. Die Reduzierung der unmittelbaren Anlagefläche zwischen der Buche* und dem Grundkörper auf die Mantelfläche des Halteringes und Haltebundes ergibt sieh, schließlich eine geringstmögliche Auswirkung bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten dieser beiden Teile, so daß beliebige Materialpaarungen ohne nachteiligen Einfluß auf das thermische Verhalten möglich sind; so können beispielsweise aus Stahl bestehende Buchsen ohne Schwierigkeiten in Grundkörper eingesetzt werden,die aus Aluminium oder Gußeisen bestehen. Insgesamt ist die erfindungsgemässe Buchse erheblich einfacher und preiswerter herzustellen und zu montieren.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Haltebund eine abgeschrägte Stirnfläche auf, die in eine Haltenut des Grundkörpers einpreßbar ist. Hierdurch werden nicht nur ein sicherer Halt und eine axakte Lagebestimmung erreicht,sondern durch die Schrägfläche zugleich ein Ausgleich axialer Ungenauigkeiten beim Erzeugen der Vorspannkraft und des hochdruckdichten Abschlusses erzielt, weshalb geringere Anforderungen an die Genauigkeit der Abmessungen gestellt werden,die insbesondere hinsichtlich der Tiefe von einfachen Sacklochbohrungen schwer einzuhalten sind.

Bei einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Buchse kann in deren Führungsfläche eine Nut für einen Abstreifring angeordnet sein. Zur Erhöhung der Dichtwirkung wird schließlich vorgeschlagen, in der Haltenut des Grundkörpers eine Dichtung anzuordnen.Hierdurch wird eine sicherere Abdichtung beispielsweise bei der Verwendung einer Stahlbuchse für einen aus Aluminium hergestellten Grundkörper erzielt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Buchse dargestellt, in der ein durch Druckmittel verschiebbarer Spannkolben eines Spannzeuges gelagert ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in einen Grundkörper eingesetzte Buchse mit darin gelagertem Kolben,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Grundkörper, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Buchse,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Grundkörper mit eingeschobener Buchse und

Fig. 5 einen der Fig.4 entsprechenden Längsschnitt,bei dem die Buchse in ihrer endgültigen Lage festgelegt ist.

Das in Fig.l dargestellte AusfUhrungsbeispiel zeigt einen als Zylinder für ein Spannzeug ausgebildeten Grundkörper 1, der mit einer abgestuften Aufnahmebohrung 2 versehen ist,welche als Sack-

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lochbohrung ausgeführt ist. Diese Ausbildung ist insbesondere in Fig.2 zu erkennen, die einen separaten Längsschnitt durch den in Pig.l verwendeten Grundkörper 1 darstellt und erkennen läßt, daß in der Aufnahmebohrung 2 eine Verbindungsbohrung 3 mündet. In der Nähe des offenen Endes der Aufnahmebohrung 2 ist weiterhin eine Haltenut 4 ausgebildet. In Fig.2 ist schließlich die zwischen den beiden unterschiedlich großen Innendurchmessern .der Aufnahmebohrung 2 gebildete Schulter 5 zu erkennen.

In den gemäß Fig»2 vorbereiteten Grundkörper 1 wird eine Buchse

6 eingesetzt,die im Längsschnitt in Fig.3 am besten zu erkennen ist. Diese Buchse 6 besitzt eine im wesentlichen zylindrische innere FUhrungsflache 7· Auf ihrer ebenfalls zylindrischen Mantelfläche 8 ist etwa in der Längsmitte ein Haltering 9 ausgebildet, der in der Art eines Flansches radial nach außen absteht. Im Bereich dieses Halteringes 9 befindet sich in der inneren Führungsfläche

7 eine Freistichnut lo, durch welche die innere Führungsfläche .7 in zwei Hauptabschnitte unterteilt wird. In einem dieser Hauptabschnitte ist weiterhin eine Nut 11 ausgebildet. Der Haltering 9 ist schließlich in axialer Richtung durch einen zylindrischen Haltebund 12 verlängert,wobei im Bereich dieses Haltebundes 12 zwischen der Mantelfläche 8 der Buchse 6 und dem Haltebund 12 ein Ringraum 13 freibleibt. Die Mantelfläche des Halteringes 9 und des Haltebundes 12 bilden eine durchgehende zylindrische Führungsfläche Die Stirnfläche 15 des Haltebundes 12 ist,wie deutlich in Fig.3 zu erkennen, abgeschrägt.

Die in Fig.3 dargestellte Buchse 6 wird auf einem Bearbeitungsautomaten mit höchster Präzision hergestellt und gemäß Fig.4 auf einfache Weise in die Aufnahmebohrung 2 des Grundkörpers 1 derart eingesetzt, daß der Haltering 9 an der Schulter 5 des Grundkörpers 1 zur Anlage kommt. Wenn beim Einsetzen der Buchse 6 in den Grundkörper 1 wegen Ungenauigkeiten der Aufnahmebohrung 2 Verformungen auftreten sollten, können sich diese lediglich auf den Haltebund und den Haltering 9 auswirken. Die Verformungen des Haltebundes

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werden hierbei durch eine elastische oder plastische Verformung des Haltebundes 12 aufgenommen,die infolge des zwischen der Mantelfläche 8 der Buchse 6 und dem Haltebund 12 angeordneten Ringraumes 13 ohne Einwirkung auf die Buchse 6 bleiben, Eine Verformung des Halteringes 9 kann wegen der in seinem Bereich in der Führungsfläche 7 angeordneten Freistichnut Io keine Auswirkungen auf die zylindrische Führungsfläche 7 der Buchse 6 haben. Selbst größere Toleranzen bei der Herstellung der Aufnahmebohrung 2 bleiben deshalb ohne schädlichen Einfluß auf die Genauigkeit der Führungsfläche 7 der fertigbearbeiteten Buchse 6.

Gemäß Fig.5 wird die Buchse 6 in der Aufnahmebohrung 2 des Grundkörpers 1 dadurch festgelegt, daß das freie Ende des Haltebundes 12 durch bleibende Verformung mindestens teilweise in die Haltenut 4 des Grundkörpers 1 eingedrückt wird. Infolge der schrägen Ausbildung der Stirnfläche 15 des Haltebundes 12 ist die Lagefixierung der Buchse 6 im Grundkörper 1 nicht an das Einhalten geringer Toleranzen gebunden. Die Darstellung in Fig.5 läßt weiterhin erkennen, daß durch plastische Verformungen an der Stirnfläche 15 bzw. an der mit dieser zusammenwirkenden Kante der Haltenut 4 eine gute Abdichtung zwischen der Aufnahmebohrung 2 des Grundkörpers 1 und der Führungsfläche 14 der Buchse 6 erzielt wird. Je nach Größe der beim Einpressen des Haltebundes 12 in die Haltenut 4 aufgewendeten Kraft entsteht weiterhin eine Vorspannung, welche die Buchse 6 gegen die Schulter 5 des Grundkörpers 1 drückt.

Bei dem in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Buchse 6 ein Kolben 16 verschiebbar gelagert,der an seinem inneren Ende mit einem abgestuften Bund 17 versehen ist. Dieser Bund 17 dient einerseits durch Anlage an der Stirnfläche der Buchse 6 als Hubbegrenzung und andererseits als Federteller für die Anlage einer Rückholfeder 18. Das andere Ende dieser Rückholfeder 18 ist am Haltering 9 abgestützt. In einer Ringnut 19 des Kolbens 16 ist ein Dichtring 2o angeordnet. In der Nut 11 der Buchse 6 befindet sich ein Abstreifring 21. Der als Spannkolben eines Spannzeuges verwendete Kolben 16 wird durch Zuführen eines Druckmittels durch die

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Verbindungsbohrung 3 verschoben. Durch die Rückholfeder 18 wird eine Rückkehr des Kolbens 16 in seine Ausgangslage sichergestellt, sobald der Druck des Druckmittels einen bestimmten Wert unter-S3hreitet.

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Claims (4)

1. Patentansprüche :

   Ι,) Buchse für die Lagerung von Kolben,Wellen und Achsen,insbesondere an Spannzeugen und Kolbenpumpen,die in einen Grundkörper einsetzbar ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (6) auf ihrer Mantelfläche (8) mit einem Haltering (9) versehen ist, in dessen Bereich die innere Führungsfläche (7) eine Freistichnut (lo) aufweist und an dem ein zylindrischer Haltebund (12) ausgebildet ist, der durch bleibende Verformung ein Festlegen der Buchse (6) am Grundkörper (1) bewirkt.
2. 2. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebund (12) eine abgeschrägte Stirnfläche (15) aufweist, die in eine Haltenut (4) des Grundkörpers (1) einpreßbar ist.
3. 3. Buchse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungsfläche (7) der Buchse (6) eine Nut (11) für einen Abstreifring (21) ausgebildet ist.
4. 4. Buchse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haltenut (4) des Grundkörpers (1) eine Dichtung angeordnet ist.