DE2847979A1 - Housing for ball or roller bearing - containing radially acting spring to maintain adequate fit between race and housing - Google Patents

Housing for ball or roller bearing - containing radially acting spring to maintain adequate fit between race and housing

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Abstract

To inhibit loss of fit between the bearing outer race (15) and the bore of the bearing housing (13) a spring strip (16) is inserted which exerts a uniformly radial force between the two components. The spring compensates for changes in fit due to differential thermal expansion between the housing (13), normally of aluminium, and the bearing (12). It also damps any tendency for the race to hammer inside the housing due to vibration of the machine. The spring strip is typically contained in a groove (17) in the bearing housing. The strip may have ridges at regular intervals running parallel to the shaft axis. The application is principally to ball and roller bearings used in dynamos for motor vehicles where there is considerable vibration and a large temp. change in operation.

Description

Lagernabe für WälzlagerBearing hub for roller bearings

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Lagernabe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei elektrischen Maschinen mit hoher Schüttelbeanspruchung, beispielsweise bei Generatoren, die in Kraftfahrzeuge eingebaut sind, kann das als Wälzlager ausgebildete Kugellager oder Rollenlager ausschlagen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn das aus Stahlteilen bestehende Wälzlager in Lagernaben aus Leichtmetall eingesetzt ist, und zwar deshalb, weil Stahl und Leichtmetall unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizieten haben und weil das Leichtmetall im Vergleich zu dem Stahl verhältnismäßig weich ist. Besonders häufig tritt der Fehler dann auf, wenn das Wälzlager als Loslager ausgebildet ist, also als ein Lager, das in axialer Richtung verschiebbar ist.PRIOR ART The invention is based on a bearing hub the genre of the main claim. In the case of electrical machines with high vibration loads, For example, in the case of generators that are built into motor vehicles, this can be as Knock out ball bearings or roller bearings formed by roller bearings. This is special then the case when the rolling bearing made of steel parts is in bearing hubs made of light metal is used because steel and light metal have different coefficients of thermal expansion have and because that Light metal in comparison to the steel in proportion is soft. The error occurs particularly often when the rolling bearing is a floating bearing is designed, so as a bearing that is displaceable in the axial direction.

an hat schon dadurch Abhilfe zu schaffen versucht, daß man statt eines Loslagers ein Festlager eingebaut hat.an has already tried to remedy the situation by instead of one Has installed a fixed bearing in the floating bearing.

Dabei ist es aber schwierig, den Festsitz über den gesanDen im Betrieb vorkommenden Temperaturbereich zu gewährleisten, ohne daß das Lagerspiel beeinträchtigt wird.But it is difficult to get the tight fit over the sand in the company to ensure occurring temperature range without affecting the bearing play will.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Lagernabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das federnde Element das Wälzlager über den gesamten vorkommenden Temperaturbereich festhält. Dadurch wird erreicht, daß bei niedrigen Betriebstemperaturen keine zu hohen radialen Kräfte auf das Wälzlager wirken und so das Lagerspiel beeinträchtigen und daß auch bei hohen Betriebstemperaturen ein fester Sitz des Lagers in der Lagerbüchse gewährleistet ist.Advantages of the invention The bearing hub according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that the resilient element the roller bearing holds over the entire occurring temperature range. Through this it is achieved that at low operating temperatures no excessive radial forces act on the roller bearing and so affect the bearing play and that also with A tight fit of the bearing in the bearing bush is guaranteed at high operating temperatures is.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lagernabe möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements to the bearing hub specified in the main claim are possible.

Besonders einfach ist die Ausführung des federnden Elements als Blechstreifen mit Sicken. Ein solcher Blechstreifen ist einfach herzustellen und kann leicht in die Lagerbüchse eingelegt werden. Ist die Lagerbüchse mit einer Nut versehen, so wird der Blechstreifen in der Lagerbüchse sicher gehalten. Auch die Montage des Wälzlagers selbst in der Lagerbüchse wird vereinfacht, weil in -. manchen Fällen im Lagersitz komprimierte Luft durch die Lücken des federnden Elements entweichen kann.The design of the resilient element as a sheet metal strip is particularly simple with beads. Such a sheet metal strip is easy to manufacture and can easily be in the bearing bush is inserted. If the bearing bush is provided with a groove, so the sheet metal strip is held securely in the bearing bush. The assembly of the Rolling bearing itself in the bearing bush is simplified because in -. In some cases, air compressed in the bearing seat through the gaps in the resilient element can escape.

Die erfindungsgemäße Lagernabe hat noch weitere Vorteile. Bei niedrigen Temperaturen wird im Gegensatz zu herkömmlichen Lagern die Lagerluft eingeengt und damit eine übermäßige Geräuschbildung vermieden. Durch die Wirkung des federnden Elements schlägt die Lagerbüchse nicht aus. Die Herstellung der Lagernabe wird dadurch kostengünstiger, das bei der Lagerbüchse gröbere Tole-@ansen zugelassen werden können. Wegen der Ausbildung des federnden Elements als Blechstreifen mit Sicken, die in der Längsrichtung der Maschinenwelle verlaufen, wird in vorteilhafter Weise eine Flächenberührung erreicht und nicht - wie bei herkömmlichen Lösungen mit Ringen -lediglich eine Linienberührung. Schließlich ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Lagerbüchse dann besonders vorteilhaft, wenn das Wälzlager und die Nabe aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten bestehen.The bearing hub according to the invention has other advantages. At low Temperatures, in contrast to conventional bearings, the bearing air is restricted and this avoids excessive noise. Through the effect of the resilient Elements does not knock out the bearing bush. The production of the bearing hub is thereby cheaper, that coarser Toleansen can be approved for the bearing bush. Because of the design of the resilient element as a sheet metal strip with beads that are in run in the longitudinal direction of the machine shaft, is advantageously a Surface contact achieved and not - as with conventional solutions with rings -just a line contact. Finally, the use of the invention Bearing bush is particularly advantageous when the roller bearing and the hub are made of materials with different coefficients of thermal expansion.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Lagerschilds mit einer Lagernabe und einem Kugellager längs der Achse einer zu lagernden Maschinenwelle, Figur 2 einen Querschnitt durch die Lagernabe senkrecht zur Achse der Maschinenwelle, Figur 3 eine Einzelheit, nämlich die Draufsicht auf ein federndes Element vor dem Einbau, Figur 4 einen Querschnitt dazu, Figur 5 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch das federnde Element und Figur 6 eine Draufsicht; die Figuren 7, 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a cross section through part of a bearing plate with a bearing hub and a Ball bearing along the axis of a machine shaft to be supported, FIG. 2 shows a cross section through the bearing hub perpendicular to the axis of the machine shaft, Figure 3 is a detail, namely the plan view of a resilient element before installation, Figure 4 shows a cross section in addition, Figure 5 shows an enlarged view of a cross section through the resilient Element and Figure 6 is a plan view; FIGS. 7, 8 and 9 show further exemplary embodiments.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine Maschinenwelle 11, die mit Hilfe eines Lagers 12 in einer Lagernabe 13 eines Lagerschilds 14 gelagert ist. Zwischen den Außenring 15 des als Kugellager ausgebildeten Wälzlagers 12 und den Innenrand der Büchse der Lagernabe 13 ist ein federndes Element 16 eingelegt. Gegen eine axiale Verschiebung ist das federnde Element dadurch gesichert, daß es in einer Nut 17 der Büchse der Lagernabe 13 gelagert ist.Description of the exemplary embodiments FIG. 1 shows a machine shaft 11, which are mounted in a bearing hub 13 of a bearing plate 14 with the aid of a bearing 12 is. Between the outer ring 15 of the roller bearing 12 and formed as a ball bearing a resilient element 16 is inserted into the inner edge of the bushing of the bearing hub 13. The resilient element is secured against axial displacement in that it The bearing hub 13 is mounted in a groove 17 of the bushing.

Figur 2 zeigt eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Lagernabe 13. Gleiche Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen.Figure 2 shows a partially sectioned plan view of the bearing hub 13. The same components are provided with the same reference numerals as in FIG.

In Figur 3 ist der Rohzustand des federnden Elements 16 gezeigt. Es ist ein Blechstreifen 18, in den Sicken 19 hineingedrückt sind. Die Sicken 19 verlaufen längs der Längsrichtung der Achse der Maschinenwelle 11. Die Sicken 19 sind beispielsweise durch einen Stanzvorgang in den Blechstreifen 18 so hineingedrückt, daß sie an ihren Schmalseiten 21 in Verbindung mit dem Blechstreifen 18 bleiben.In Figure 3, the raw state of the resilient element 16 is shown. It is a sheet metal strip 18 into which beads 19 are pressed. The beads 19 run along the longitudinal direction of the axis of the machine shaft 11. The beads 19 are for example pressed by a punching process into the sheet metal strip 18 so that they at their Narrow sides 21 remain in connection with the sheet metal strip 18.

Figur 4 trägt einen Querschnitt des in Figur 3 dargestellten Blechstreifens. Figur 5 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung durch das federnde Element 16 im eingebauten Zustand. Man sieht die Nut 17 in der Büchse der Lagernabe 13, in die das federnde Element 16 eingelegt ist. Aus dem Blechstreifen 18 sind die Sicken 19 herausgedrückt und pressen auf den Außenring 15 des Lagers 12.FIG. 4 shows a cross section of the sheet metal strip shown in FIG. FIG. 5 shows an enlarged sectional illustration through the resilient element 16 when installed. You can see the groove 17 in the bushing of the bearing hub 13, in which the resilient element 16 is inserted. From the sheet metal strip 18 are the beads 19 and press onto the outer ring 15 of the bearing 12.

Figur 6 zeigt eine vergrößerte Darstellun des federnden Elements 16 in der Draufsicht in Richtung der Längsachse aer Maschinenwelle 11. Bei der Ausführungsvariante nach den riguren 5 und 6 sind übrigens die Sicken 19 nicht völlig aus dem Blechstreifen 18 herausgedrückt wie bei der Ausführungsvariante nach den Figuren 3 und 4.FIG. 6 shows an enlarged illustration of the resilient element 16 in the plan view in the direction of the longitudinal axis of the machine shaft 11. In the variant Incidentally, according to the rigorous 5 and 6, the beads 19 are not completely made of the sheet metal strip 18 pressed out as in the embodiment variant according to FIGS. 3 and 4.

In Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen, bei dem zwischen den Sicken 19, die sich im wesentlichen über die ganze Breite des Blechstreifens 18 erstrecken, weitere Sicken 119 angeordnet sind, die nur einn kleinen Teil der 3reite des Blechstreifens 18 ausmachen.An exemplary embodiment of the invention can be seen in FIG between the beads 19, which extend essentially over the entire width of the sheet metal strip 18 extend, further beads 119 are arranged, which only a small part of the Make the width of the sheet metal strip 18.

Figur 8 ist eine Draufsicht auf ein federndes Element 16, bei dem aus dem Blechstreifen 18 statt einer langen Sicke 19 zwei kurze Sicken 219 herausgedrückt sind. Figur 9 zeigt dieses Ausführungsbeispiel im Schnitt.Figure 8 is a plan view of a resilient member 16 in which instead of a long bead 19, two short beads 219 are pressed out of the sheet metal strip 18 are. Figure 9 shows this embodiment in section.

Die Höhe der Sicken ist so bemessen, daß ihre Vorspannung im Blechstreifen ausreicht, den Außenring des Kugellagers unter allen den eingangs geschildeten Bedingungen sicher festzuhalten.The height of the beads is dimensioned so that their bias in the sheet metal strip is sufficient, the outer ring of the ball bearing under all the conditions described above to hold on securely.

Claims (11)

Ansprüche Lagernabe für Wälzlager, insbesondere für ein Kugellager zum Einbau in ein Lagerschild für Drehstromgeneratoren in Kraftfahrzeugen mit einem Außenring zum Lagern einer Maschinenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenring (15) des Wälzlagers (12) und der Lagernabe (13) in die Lagerbüchse ein radial federndes Element (16) eingesetzt ist.Claims bearing hub for roller bearings, in particular for a ball bearing for installation in a bearing plate for three-phase generators in motor vehicles with a Outer ring for mounting a machine shaft, characterized in that between the outer ring (15) of the roller bearing (12) and the bearing hub (13) in the bearing bush a radially resilient element (16) is used. 2. Lagernabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (16) als ein Blechstreifen (18) mit Sicken (19, 119, 219) ausgebildet ist.2. Bearing hub according to claim 1, characterized in that the resilient Element (16) is designed as a sheet metal strip (18) with beads (19, 119, 219). .TJßi':-.be nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (19, 119, 219) parallel zur Längsachse der Naschinenwelle (11) verlaufen..TJßi ': -. Be according to claim 2, characterized in that the beads (19, 119, 219) run parallel to the longitudinal axis of the machine shaft (11). 4. Lagernabe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (19, 119, 219) durch ein teilweises Ausstanzen aus dem Blechstreifen (18) hergestellt sind und nur an ihren Schmalseiten (21), die sich in der Längsrichtung der Maschinenwelle (11) gegenüberliegen, mit den Blechstreifen (18) verbunden sind.4. Bearing hub according to claim 2 or 3, characterized in that the Beads (19, 119, 219) by partially punching out of the sheet metal strip (18) are made and only on their narrow sides (21), which extend in the longitudinal direction the machine shaft (11) are opposite to which sheet metal strips (18) are connected. 5. Lagernabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstanzen durch ein Einprägen ersetzt ist.5. bearing hub according to claim 4, characterized in that the punching is replaced by an imprint. 6. Lagernabe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (19, 119, 219) in den Blechstreifen (18) in der Richtung zur Maschinenwelle (11) hin eingedrückt sind.6. Bearing hub according to one of claims 2 to 5, characterized in that that the beads (19, 119, 219) in the sheet metal strip (18) in the direction of the machine shaft (11) are pressed in. 7. Lagernabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Kraft, mit der das federnde Element (16) auf den Außenring (15) drückt, so bemessen ist, daß sie im Betrieb bei den vorkommenden niedrigsten Temperaturen nicht einen unzulässig hohen, zu einem Beeinträchtigen des Spiels des Wälzlagers (13) führenden, und bei den vorkommenden höchsten Temperaturen nicht einen unzulässig niedrigen, zu einem Spiel zwischen dem Außenrlng (15) und der Lagerbüchse (13) führenden, Wert annimmt.7. Bearing hub according to one of the preceding claims, characterized in that that the radial force with which the resilient element (16) acts on the outer ring (15) pushes, is dimensioned so that it is in operation at the lowest possible temperatures not an unacceptably high level that would impair the play of the rolling bearing (13) leading, and not at the highest temperatures that occur an impermissibly low, to a play between the outer ring (15) and the bearing bush (13) leading, assumes value. 8. Lagernabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Büchse der Lagernabe (13) eine Nut (17) zum Einlegen des federnden Elements (16) vorgesehen ist.8. Bearing hub according to one of the preceding claims, characterized in that that in the bushing of the bearing hub (13) a groove (17) for inserting the resilient element (16) is provided. 9. Lagernabe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (19, 119, 219) den Außenring (15) flächenhaft berühren.9. Bearing hub according to one of claims 2 to 8, characterized in that that the beads (19, 119, 219) touch the outer ring (15) over a large area. 10. Lagernabe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsrichtung der Maschinenwelle (11) eine Reihe von Sicken (219) angeordnet ist.10. Bearing hub according to one of claims 4 to 9, characterized in that that in the longitudinal direction of the machine shaft (11) a number of beads (219) are arranged is. 11. Lagernabe nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsrichtung der Büchse der Lagernabe (13) abwechselnd Sicken (19, 119) unterschiedlicher Länge angeordnet sind.11. Bearing hub according to one of claims 4 to 10, characterized in that that in the circumferential direction of the bushing of the bearing hub (13) alternating beads (19, 119) of different lengths are arranged.
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