DE2543210A1 - Formschluessige verbindung zwischen einer waelzlagereinheit und einer welle - Google Patents

Formschluessige verbindung zwischen einer waelzlagereinheit und einer welle

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Description

SKF KÜGELLAGERFABRIKEN GMBH
Schweinfurt, 24.9.1975 NL 74 019 DT FR/cj
Formschlüssige Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit und einer Welle.
Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit, die zwei relativ zueinander drehbare, mit flanschartigen äusseren Abschnitten versehene, Lagerteile hat, zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihe angeordnet sind, und einer Welle, durch miteinander korrespondierende Befestigungsmittel.
Eine derartige Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit und einer Welle ist bereits aus der FR-PS 2.206.814 bekannt. Als Befestigungsmittel dient hier eine Kerbverzahnung, mit welcher der Innenring auf der Welle formschlüssig befestigt ist.
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Zu diesem Zweck sind die Kerbzahnprofile einerseits direkt in die innere Fläche des Innenrings, und andererseits, in den Mantel der Welle eingearbeitet. Diese Verbindungsart hat sich für bestimmte Zwecke durchaus bewährt, jedoch haben Versuche ergeben, dass, insbesondere bei der Übertragung von relativ hohen Drehmomenten von der Welle auf den Innenring, die genannte Befestigungsart manchmal nicht ausreicht, da sich die hierbei auftretenden Spannungen im Innenring nicht gleichmässig in diesem verteilen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine betriebs sichere sowie einfach herzustellende Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit und einer Welle zu schaffen, die eine Übertragung von relativ hohen Drehmomenten von der Welle auf das den Innenring darstellende Lagerteil der Wälzlagereinheit ermöglicht, ohne dass dadurch die äusseren Abmessungen der Wälzlagereinheit im Verhältnis zu denen der eingangs beschrie benen Einheit merklich vergrössert werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Befestigungsmittel mehrere ineinandergreifende Vorsprünge sind, die einerseits aus dem den Innenring darstellenden Lagerteil im Bereich seiner dem flanschartigen Abschnitt gegenüberliegenden Stirnfläche hervortreten, und die andererseits, an der Welle oder an einem mit der Welle verbundenen Teil angeordnet sind.
Eine günstige Spannungsverteilung wird erreicht, wenn in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Vorsprünge zusammen eine Verzahnung bilden, deren Zähne im wesentlichen axial gerichtet sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft hinsichtlich einer einfachen Herstellung, dass das mit der Welle verbundene Teil ein auf diese mit Presspassung aufgesteckter Ring ist.
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Die Form des den Innenring darstellenden Lagerteils wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmässigerweise derart gewählt, dass dieser im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei zumindest der äussere Obergang der freien Schenkel des Lagerteils abgerundet verläuft, während der Radius des äusseren Übergangsbei verschiedenen Innendurchmessern des Innenrings einen konstanten Wert aufweisen kann. Die Wälzlagereinheit kann in einfacher Weise dadurch auf der Welle axial fixiert werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an dem äusseren Obergang der freien Schenkel des Innenrings ein Druckring anliegt, dessen anliegende Schulter konvex ausgebildet ist und den selben Radius wie der äussere Obergang hat, wobei die Welle einen aus der Wälzlagereinheit herausragenden Abschnitt mit einem Feingewinde hat, auf dem eine Mutter geschraubt ist, die den Druckring derart gegen den Innenring drückt, dass die Vorsprünge spielfrei ineinandergreifen. Schliesslich ist es fertigungstechnisch besonders günstig, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Lagerteile und der auf die Welle aufgesteckte Ring aus einem Sinterwerkstoff bestehen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben.
Die in der Zeichnung im Schnitt gezeigte Anordnung besteht im wesentlichen aus einer Wälzlagereinheit 1 und einer Welle 2. Die gezeigte Wälzlagereinheit 1 dient zur Lagerung eines Rades an einem Kraftfahrzeug, wobei die Welle 2 einen Abschnitt der Antriebswelle des Kraftfahrzeuges darstellt.
Die Wälzlagereinheit 1 hat zwei Lagerteile 3 und 5, welche quasi einen Innen- und einen Aussenring eines Wälzlagers darstellen. Die Lagerteile 1 und 2 bestehen aus einem Sinter-
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werkstoff und werden nachstehend zur besseren Unterscheidung nur als Innenring 3 und Aussenring 5 bezeichnet. Der Innenring 3 hat einen annähernd L-förmigen Querschnitt, dessen äusserer Abschnitt 4 flanschartig ausgebildet ist. Der Aussenring 5 hat ebenfalls einen L-förmigen Querschnitt und einen äusseren, flanschartig ausgebildeten Abschnitt 6. Zwischen dem Innen- und Aussenring 3 und 5 sind zwei Wälzkörperreihen 7 und 8 angeordnet, deren Wälzkörper - im vorliegenden Fall Kugeln - paarweise durch einen Käfig 9 voneinander getrennt sind. Der Lagerinnenraum ist durch besonders ausgebildete Dichtungen 10 und 11 abgedichtet, die jeweils mit ihrem einen Ende am Aussenring 5 befestigt sind und die jeweils mit ihrem anderen Ende - bezeichnet mit 12 bzw. 13 - am Innenring 3 anliegen. Das Endteil 12 der Dichtung 10 berührt dabei die Stirnfläche des Innenring 3 (bezeichnet mit 3A), während das Endteil 13 der Dichtung 11 auf der mit 3B bezeichneten Innenseite des flanschartigen Abschnitts 4 aufliegt. Es ist auch möglich, das Endteil 12 der Dichtung 10 im Bereich der Lauffläche der Kugeln an dem Innenring anliegen zu lassen.
An der Stirnseite 3A des Innenrings 3 befinden sich mehrere als Befestigungsmittel dienende VorSprünge 14, die eine Verzahnung darstellen, deren Zähne im wesentlichen axial gerichtet sind. Die mit 3C bezeichnete Innenfläche des Innenrings 3 ist glatt ausgeführt. Der Obergang von der Innenfläche 3C und der mit 3D bezeichneten äusseren Fläche des flanschartigen Abschnitts 4 verläuft abgerundet. Von Vorteil ist hierbei, dass der mit R bezeichnete Radius dieses Obergangs bei verschiedenen Innendurchmessern des Innenrings einen konstanten Wert haben kann.
Die mit der Wälzlagereinheit 1 verbundene Welle 2 hat einen glätten WeIlenstumpf 15, der mit einem Abschnitt 16 aus der
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Wälzlagereinheit 1 herausragt. Auf dem Abschnitt 16 befindet sich ein Feingewinde 16A, auf das eine Mutter 17 geschraubt ist, die einen Druckring 18 gegen den Innenring 3 drückt. Der Druckring 18 hat eine Schulter 19, deren Obenfläche derart konvex ausgebildet ist, dass der Druckring 18 mit seiner Schulter 19 satt an dem äusseren übergang der freien Schenkel des Innenrings 3 anliegt. Durch eine derartige Ausbildung der Schulter 19 wird vorteilhaft erreicht, dass die Berührungsfläche zwischen dem Druckring 18 und dem Innenring 3 verhältnismässig gross ist, was einen günstigen Einfluss auf die Spannungsverteilung innerhalb des Innenrings 3 hat.
Die Welle 2 hat ferner einen Bund 20, an dem ein auf dem Wellenstumpf 15 mit einer Presspassung aufgesteckter Ring anliegt. Der Ring 21 hat auf seiner der Wälzlagereinheit zugewandten Stirnseite ebenfalls mehrere zahnartige Vorsprünge 21A, die zwischen die Vorsprünge 14 des Innenrings 3 formschlüssig eingreifen. Der Ring 21 besteht ebenfalls aus einem Sinterwerkstoff. Durch die Verwendung des Rings 21 ist es auf einfache Weise möglich zur Übertragung von relativ hohen Drehmomenten eine formschlüssige Verbindung zwischen der Welle 2 und der Wälzlagereinheit 1 herzustellen, ohne dass eine kostspielige Bearbeitung der Welle 2 erforderlich ist. Abgesehen davon, ist es jedoch auch möglich, anstatt des Ringes 21 direkt an dem Bund 20 eine Verzahnung vorzusehen. Durch ein Anziehen der Mutter 17 wird der Druckring 18 gegen den Innenring 3 gedrückt, so dass die Verzahnung spielfrei ineinander greift, wobei die Mutter 17 durch einen Splint 22 gegen ein Verdrehen gesichert ist.
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Claims (8)

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 24.9.1975 NL 74 019 DT FR/cj Patentansprüche
1.)Formschlüssige Verbindung zwischen einer Wälzlagereinheit, die zwei relativ zueinander drehbare, mit flanschartigen "ausseren Abschnitten versehene, Lagerteile hat, zwischen denen mindestens zwei Wälzkörperreihen angeordnet sind, und einer Welle, durch miteinander korrespondierende Befestigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel mehrere ineinandergreifende Vorsprünge (14, 21A) sind, die einerseits aus dem den Innenring (3) darstellenden Lagerteil im Bereich seiner dem flanschartigen Abschnitt (4) gegenüberliegenden Stirnfläche (3A) hervortreten, und die andererseits, an der Welle (2) oder an einem mit der Welle verbundenen Teil (21) angeordnet sind.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (14, 21A) zusammen eine Verzahnung bilden, deren Zähne im wesentlichen axial gerichtet sind.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Welle (2) verbundene Teil ein auf diese
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mit Presspassung aufgesteckter Ring (21) ist.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das den Innenring (3) darstellende Lagerteil im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei zumindest der äussere Obergang der freien Schenkel des Lagerteils abgerundet verläuft.
5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) des äusseren Obergangs der freien Schenkel des Innenrings (3) bei verschiedenen Innendurchmessern des Innenrings (3) einen konstanten Wert aufweist.
6. Verbindung nach Anspruch 5 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äusseren Übergang der freien Schenkel des Innenrings (3) ein Druckring (18) anliegt, dessen anliegende Schulter (19) konvex ausgebildet ist und den selben Radius (R) wie der äussere Obergang hat.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) einen aus der Wälzlagereinheit (1) herausragenden Abschnitt (16) mit einem Feingewinde (16A) hat, auf dem eine Mutter (17) geschraubt ist, die den Druckring (18) derart gegen den Innenring (3) drückt, dass die Vorsprünge (14, 21A) spielfrei ineinandergreifen .
8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- und Aussenring (1, 2) und der auf die Welle (2) aufgesteckte Ring (21) aus einem Sinterwerkstoff bestehen.
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Leerseite
DE2543210A 1974-09-30 1975-09-27 Formschlüssige Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Wälzlagereinheit Expired DE2543210C2 (de)

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