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Lagergehäuse mit Taumelfreiheit
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Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse für Kgel-, Rollen-oder Nadellager,
in welchem das Lager eine gewisse Taumelfreiheit besitzt und somit imstande ist,
bis zu einem gewissen Grade Taumelbewegungen der durch das Lager verlaufenden Welle
zu folgen. Solche Taumelbewegungen der Welle kommen zustande, wenn die Wellenachse
keine absolute Gerade bildet, wenn also die Welle nicht genau fluchtet. Insbesondere
bei langgestreckten Wellen ist eine genaue Ausrichtung oft nicht möglich.
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Es sind Pendelkugellager bekannt, deren Lagerschalen sphärisch ausgebildet
sind und in dieser Weise der Welle eine Taumelfreiheit erlauben. Auch ist ein Lagergehäuse
aus Kunststoff bekannt geworden, dessen das Lager enthaltender, mit sphärischen
Gleitflächen versehener Zentralteil in einem mit entsprechenden sphärischen Gleitflächen
ausgerüsteten Befestigungsteil angeordnet ist. Das erstgenannte Pendellager ist
wegen der Herstellung (Schleifen, Polieren) genauer sphärischer Flächen kostspielig,
und das letztere Kunststoff-Pendellagergehäuse nimmt relativ viel Raum ein. Auch
sonst ist dieses Gehäuse recht aufwendig und mehr auf relativ starke Wellenquerschnitte
abgestellt.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, mit herstellungstechnisch
einfachen Mitteln dem Lager eine ausreichende Taumelfreiheit gegenüber dem Befestigungsteil
des Lagergehäuses zu geben, ohne daß insbesondere bei Lagern kleineren Durchmessers
zusätzlich
Raum beansprucht wird oder aufwendige Herstellungsvorgänge wie Schleifen, Polieren
o.dgl. erforderlich sind. In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung soll
das Lagergehäuse in einem einzigen Arbeitsvorgang aus Kunststoff im Spritzgußverfahren
herstellbar sein.
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Um diese Erfindungsziele zu verwirklichen ist der die Lagerkammer
enthaltende Zentralteil des Lagergehäuses über ein elastisches Verbindungsglied
mit dem Befestigungsteil verbunden.
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In einer bevorzugten einfachen Ausführungsform ist das Lagergehäuse
in einem Stück aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt und das Verbindungsglied
in der Gestalt eines dünnen Verbindungssteges im Zuge des Gießvorganges ausgebildet.
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Dabei kann dieser Verbindungssteg mit Ausnehmungen versehen sein.
Bei getrennten Zentral- und Befestigungsteilen kann das Verbindungsglied jedoch
auch aus einer dünnen ringförmigen Stahllamelle oder aus einem Speichenkranz mit
radial ausgerichteten Speichen bestehen. Als Verbindungsglied kann fernerhin eine
im Zickzack gebogene Stahlfeder Verwendung finden.
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Werden Befestigungsteil und Zentralteil aus glasfaserverstärktem Kunststoff
gefertigt, kann der äußere Rand des aus Stahl o.dgl. bestehenden Verbindungssteges
in den inneren Rand des Befestigungsteils und der innere Rand des Verbindungssteges
in den äußeren Rand des Zentralteils eingegossen sein.
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Schließlich können an den einzugießenden Rändern des Verbindungssteges
Halteblätter ausgebildet sein.
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Anhand der Zeichnung wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Lagergehäuse
(Flanschlagergehäuse) in einer Draufsicht, Figur 2 das Lagergehäuse Fig. 1 in einer
Seitenansicht,
Figur 3 das Lagergehäuse Fig. 1 in rückwärtiger Sicht,
Figur 4 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagergehäusesin einer
Draufsicht, Figur 5 den Schnitt X-X der Figuren 1 und 3, Figur 6 den Schnitt Y-Y
der Fig. 4, Figur 7 den kreisförmigen Ausschnitt "A" der Fig. 1, wobei der den Zentralteil
des Lagergehäuses mit dessen Befestigungsteil (Flanschteil) verbindende dünne ringförmige
Verbindungssteg mit einer Anzahl von Ausnehmungen versehen ist, Figur 8 den Ausschnitt
"A" der Fig. 1, wobei der Verbindungssteg durch eine Anzahl radial verlaufender
speichenähnlicher Verbindungsbrücken ersetzt ist, Figur 9 den Ausschnitt "A" der
Fig. 1, wie Fig. 8, jedoch mit tangential ausgerichteten Verbindungsbrücken, Figur
10 den Ausschnitt "A" der Fig. 1, wobei der Zentralteil und der Befestigungsteil
über Stahlspeichen verbunden sind, welche an zwei konzentrischen Stahldrahtringen
befestigt sind, Figur 11 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagergehäuses,
bei welcher der Zentralteil des Lagergehäuses über eine ringförmige Stahllamelle
mit dem Befestigungsteil verbunden ist,
Figur 12 eine Ausführungsform
nach dem gleichen Prinzip wie die Ausführungsform Fig. 7, jedoch mit einer im Zickzack
gebogenen Stahlfeder als Verbindungsglied zwischen Zentralteil und Befestigungsteil,
6 Figur 13 den Schnitt Z-Z der Fig. 92 (vergrößert), Figur 14 eine vergrößerte Teilansicht
der ringförmigen Stahllamelle, die zum Zwecke einer besseren Verankerung mit vorgebogenen
Halteblättern ausgerüstet ist, Figur 15 eine vergrößerte Teilansicht des Schnittes
U-U der Fig. 12, die Verankerung der Zickzackfeder in beiden Gehäuseteilen zeigend
und Figur 16 eine ebenfalls vergrößerte Teilansicht des Schnittes W-W der Fig. 15.
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Das Lagergehäuse Figuren 1 und 2 ist in einem Stück als Flanschlagergehäuse
aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff in einem Spritzgießvorgang hergestellt.
Es weist einen kreisförmigen Zentralteil 1 und einen im Grundriß etwa dreieckigen
Befestigungsteil (Flanschteil) 2 auf, welche über einen relativ dünnen ringförmigen
Steg 3 miteinander verbunden sind. In den Ecken des Befestigungsteils 2 sind Befestigungsbohrungen
4 eingegossen.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist der Zentralteil 1 von rückwärts gesehen becherförmig
ausgebildet und besitzt einen Rand 5, welcher sich fast, aber nicht ganz, bis zu
der unteren Ebene des Flanschteils 2 erhebt. Im Verhältnis zu der oberen Ebene
des
Flanschteils 2 springt der Zentralteil 1 an der Oberseite des Lagergehäuses vor.
An der Mitte des Zentralteils 1 is ein Deckel 6 ausgebildet, der über einen dünnen
Abbruchrand 7 mit dem restlichen Zentralteil 1 verbunden ist. Drückt man den Deckel
6 ein, entsteht eine kreisrunde Öffnung 8, die dem Querschnitt der durch das Kugel-
oder Rollenlager (nicht gezeichnet) zu führendWelle (ebenfalls nicht gezeichnet)
entspricht.
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Der technische Vorteil dieses erfindungsgemäßen Lagergehäuse besteht
darin, daß der dünne ringförmige Steg 3 einen gewissen federnden Ausgleich zwischen
dem starren Befestigungsteil 2 (im Beispiel : Flanschteil 2) und dem das Lager aufnehmenden
Zentralteil 1 bildet, wobei der Zentralteil 1 imstande ist, die normalerweise zwar
kleinen, aber unvermeidlichen Taumelbewegungen der Welle und des von dieser beeinflußten
Lagers aufzufangen.
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Das Lagergehäuse Figuren 1,2,3 und 5 ist zwischen der Lagerkammer
9 und dem Deckel 6 (öffnung 8) mit einer Dichtkammer 10 versehen, in welche ein
Dichtring (nicht gezeichnet) Aufnahme findet. Der Rand 5 des Zentralteils springt
mit einem Schnapprand 11 etwas nach innen vor. Gegen die Federwirkung dieses Schnapprandes
wird das Lager (nicht gezeichnet) in die Lagerkammer 9 hineingedrückt und danach
vom Schnapprand 11 festgehalten. Die Einfederung des Schnapprandes kann durch Anordnung
einer Rundumnut 12 erleichtert werden.
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In einer auf Figuren 4 und 6 dargestellten einfachen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lager gehäuses ist an dem Zentralteil 1 auf die Dichtkammer
verzichtet. Diese Ausführungsform ist besonders für einfache Wanddurchführungen
u.dgl. geeignet. Die Oberseite des Zentralteils 1 ist mit zwei konzentrischen Ringrillen
13,14 versehen; das Lagergehäuse ist somit imstande, Lager mit zwei aufeinander
folgenden Wellenquerschnittenaufzunehmen, z.B. 20 mm und 25 mm.
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Die Figuren 7 bis 10 zeigen einige Variationen der Verbindung zwischen
Zentralteil 1 und Befestigungsteil (Flanschteil) 2. Jede Figur stellt den Ausschnitt
"A" der Fig. 1 dar, jedoch jeweils mit einer anderen Ausführungsform dieser Verbindung.
Auf Fig. 7 ist der dünne Verbindungssteg 3 mit kreisrunden Ausnehmungen 15 und auf
Fig. 8 mit viereckigen Ausnehmungen 16 versehen. Die Ausnehmungen 17 auf Fig. 9
sind durch Verbindungsbrücken 18 voneinander getrennt, deren Längsachsen tangential
verlaufen und somit in der einen Drehrichtung einen größeren Widerstand gegen Taumelimpulse
ausübt als in der anderen Drehrichtung. Am Gegenstand der Fig. 10 ist ein aus zwei
konzentrischen Drahtringen 19 mit radial sich erstreckenden, zwischen den Drahtringen
angeordneten Speichen 191 aus Stahldraht bestehendes Verbindungsglied mit dem äußeren
Drahtring in dem inneren Rand des Befestigungsteils sowie mit dem inneren Drahtring
in dem äußeren Rand des Zentralteils eingegossen.
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Der Zweck der auf Figuren 7 bis 10 gezeigten Anordnungen ist es, den
Spielraum für Taumelbewegungen zu vergrößern. Dieser Zweck wird auch mit den Ausführungsformen
Figuren 11 bis 16 verfolgt, bei welchen wie beim Gegenstand der Fig. 10 der Zentralteil
1 und der Befestigungsteil 2 über federnde Verbindungsglieder aus Stahl verbunden
sind. In dem auf Fig. 11 dargestellten Lagergehäuse ist eine ringbandförmige dünne
Stahllamelle 20 mit ihrem Außenrand in dem Befestigungsteil 2 und mit ihrem Innenrand
in dem Zentralteil 1 eingegossen. Fig. 13 zeigt in Vergrößerung den Schnitt Z-Z
der Fig. 11. Wie auf Fig. 14 dargestellt, sind an den Rändern der Stahllamelle 20
Halteblätter 21 nach teilweise Ausstanzung vorgebogen, mit welchen die Stahllamelle
radial im Korpus des Lagergehäuses verankert werden.
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Auf Fig. 13 ist ein interessantes Nebenmerkmal ersichtlich der Zentralteil
ist mit einem auswechselbaren Hülsenglied 22 ausgestattet, das einen Wellenkanal
23 und eine an diesem
ausgebildete Dichtkammer 10 enthält. Wie
auf Fig. 1 und 3 dargestellt, ist der Wellenkanal mit einem abbrechbaren Dekkel
6 mit Abbruchrand 7 verschlossen. Das Hülsenglied 22 wird von rückwärts in eine
am Zentralteil 1 angeordnete konische Ausnehmung 24 eingeschoben. Indem das Hülsenglied
22 an seinem rückwärtigen Umfang eine schwache Einbuchtung 25 und einen auf diese
folgenden rückwärtigen Ringwulst 26 aufweist, schnappt der elastische Rand 27 des
Zentralteils 1 in die Einbuchtung 25 hinein und hält in dieser Weise das Hülsenglied
22 fest. Die Elastizität des Zentralrandes 27 kann, wenn erforderlich, mittels einer
Ringnut 28 erhöht werden.
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Die Anordnung eines auswechselbaren Hülsengliedes 22 weist den Vorteil
auf, daß man ein und dasselbe Lagergehäuse für mindestens zwei Wellenquerschnitte
verwenden kann.
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Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Schnittes U-U der Fig.
12, und Fig. 16 stellt den Schnitt W-W der Fig.
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15 dar. Die im Zickzack gebogene Stahlfeder 29 ist mit ihren äußeren
Zickzackbiegungen 30 in dem inneren Randteil des Befestigungsteils 2 und mit ihren
inneren Zickzackbiegungen 31 in dem äußeren Randbereich des Zentralteils 1 eingegossen.
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Die Zickzackfeder 29 als Auffangglied von Taumelbewegungen bringt
ein Optimum an Nachgiebigkeit bei ausreichender Festigkeit. Das Ausführungsbeispiel
Figuren 12, 15 und 16 ist für alle Größenordnungen sowie für alle praktisch vorkommenden
Belastungen verwendbar. Dazu ist ein Lagergehäuse nach diesem Ausführungsbeispiel
einfach und billig herzustellen.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen erheblichen. technischen Fortschritt
dar. In einer für die Fachwelt überraschenden Weise ermöglicht sie es, mit einfachen,
leicht und ohne viel Aufwand herzustellenden Mitteln die Taumelbewegungen von Welle
und Lager ausreichend aufzufangen.
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8 Ansprüche
L e e r s e i t e