DE2912713B2 - Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers - Google Patents

Als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein als einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil mit integriertem Schmiermittel-Depotraum ausgebildete Halterung für die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagefs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten derartigen Kalottenlager (DE-OS 23 45 019) ist die axial eine Hälfte der Kalottenhalterung mittels über ihren Umfang verteilter Nuten bzw. Einkerbungen elastisch ausgebildet und spannNnrtlg mittels eines, anfspannbsren Federringes, mit genau definierbarer Andruekkraft auf diß umfaßte KalottenoberflBehe preßbsr; im Bereich der größten radialen Weite der Kalotte- ist in die Kalottenhalterung ein radial hinterschnittener Sehmiermittel-Depptraum miteingegossen. Zur .besonders einfachen Herstellung wird im bekannten Fal!,empfohlen,diii Kalottenhalterung nicht einstückig, sondern aus zwei einzeln gegossenen und nachträglich axial zusaipmenzusetzenden Einzelteilen zu fertigen, wobei die rm'iale Formteilungsebene im Bereich des radial hinterschnittenen Schmiermittel-Depotraums liegen soll.
Bei einem weiteren bekannten Kalottenlager(DE-OS 22 31 293) mit einstückig gegossener Kalottenhalterung
is mit integriertem Schmierm'ttel-Depotraum wird die
Kalotte zunächst mittels eines anstelle der Welle
durcngesteckten Doms zentriert in einer Wellenöffnung
. eines Lagerschildes gehalten und anschließend der
Zwischenraum zwischen der kugelförmigen Außenflä-
ehe der Kalotte und der Wellenöffnungen mit einer Gießharzmasse ausgefüllt, derart, daß nach dem Aushärten der Gießharzmasse die Kalotte in einer einstückigen testen Kalottenhalterung eingebettet und verstellbar gehalten ist. Die Kalotten bestehen üblicher weise aus einem öltränkbaren, vorzugsweise porösen Material. Um das zur Lagerschmierung des Kalottenlagers notwendige ölreservoir weiter vergrößern zu können, wird die Kalotte vor dem Eingießen in die Gießharzmasse zusätzlich mit einem an der kugelförmi gen Außenfläche im Bereich des maximalen Radius
anliegenden Öl-Filzring umgeben, der nach dem Gießen
• von dem Schmiermittel -Depotraum aufgenommen wird.
Ein derartiges Kalottenlager mit einer einstückig
umgossenen oder umspritzten Kunststoff-Kalottenhal-
J5 terung ist wesentlich einfacher herzustellen als allgemein bekannte Kalottenlager, bei denen einerseits eine Kugelpfanne zur drehbeweglichen Lagerung und Aufnahme der Kalotte in einem Lagerschild eingearbeitet werden muß und andererseits ein genauer Sitz für einen Seegerring zur axialen Fixierung der Kalotte und der sie umgreifenden Klemmbrille notwendig ist; andererseits hat sich bei der bekannten einstückigen und in sich festen Kunststoff-Kalottenhalterung mit eingespritzter Kalotte als nachteilig erwiesen, daß der
Olfilzring durch den Spritzguß deformiert wird und zusätzlich durch die Verdampfung eines Teils des gespeicherten Öls durch Einwirkung der Spritztemperatur die Gefahr einer Lunkerbildung im Spritzteil nicht auszuschließen ist Gleichzeitig erfordert der die
Kugelpfanne umschließende Olfilzring und die entsprechende Ausbildung der Kalottenhalterung für einen Depotraum einen relativ großen radialen Einbauraum.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, trotz Einstüc^igkeit und integriertem Schmiermittel-Depot raum das Kalottenlager in fertigungs- und montagetech nisch günstiger Weise bei nur kleiner, insbesondere radial kompakter Bauweise derart zu gestalten, daß die Kalottenhalterung allein mit nur in axialer Richtung ziehbaren Formteilen herstellbar ist und die Kalottenla ger-Bauteile in Gegenrichtung einfach raontierbar sind. Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kalottenlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs I möglich. Die Gegenstände der Unteransprüche kenn zeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Kalottenlager ist die einstückige Kalottenhalterung mit integriertem Schmiermittel-Depotraum allein mit in axialer Richtung
siehbaren, wieder verwendbaren Spritzformteilen
tigbar, wobei trot? kompakter einstöckiger ß
eine funktions- und fertigimgs.tephnisch optimale Auslegung des Kalouenaufnahmeraums einerseits und eines geschlossenen Schmiermittel-Depotraums andererseits möglich ist; bei dem Zusammenbau des Kalottenlagers sind die Einzelbauteile, wie z, B, die Kalotte, der ölfilzrjng, das Schmiermittel und die Scheibe zur Abdichtung des SchmTermittel-Depotraums in zur Entformungsriehtun<i entgegengesetzter Montagerichtung auf einfache Weise selbsthaltend in ihre jeweilige Position einsteckbar. Dabei wird die am freien Ende der den SchmifirmUtel-DepotraKm bildenden axialen Erweiterung einrastbare Scheibe sowohl als Anlaufscheibe zum axialen Anlauf des Laufeis als auch zur Abdichtung des Depotraums benutzt
Im Vergleich zu einer Kalottenherstellung mit direkt eingespritztem Öl-Filzring besteht bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Kalottenlager nicht die Gefahr einer ölverdampfung mit anschließender Lunkerbildung im Gußstück, da. zwar ein integrierter Depotraum beim Gießen mitangeformt wird, jedoch das Fett bzw. der ÖI-Filzring erst nachträglich in die KunststofPralterung nach der Erkaltung auf einfache Weise einsetzbar bzw. montierbar ist ■■
In vorteilhafter Weise ist der Depotraum aus einem unmittelbar der einen Stirnseite der Kalotte vorgelagerten, bis zur Läuferwelle reichenden scheibenförmigen Teil zur Aufnahme einer Filzscheibe und einem an dessen radial äußeren Rand angrenzenden, axial zum Kalotten-Aufnahmeraum gerichteten Schmiermittelsammel- bzw. -vorratsraum gebildet wobei die Erweiterung an ihrem freien Ende mit einer ringförmigen Rastnut versehen ist, aus der das entsprechende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der )5 Spritzmasse axial ziehbar und in die die Anlaufscheibe einrastbar ist derart, daß die am freien Ende eingerastete Anlaufscheibe mit ihrer Innenseite gleichzeitig die eingelegte Ölfilzscheibe fixiert.
Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung der <to erfindungsgemäßen Kalottenhalterung ist dadurch gekennzeichnet daß eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit cndseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für den Aiifnahmeraum der Kaloth bestehende Spritzform vorgesehen ist, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Dadurch wird erreicht, daß nach dem Entfernen des äußeren Formteils zunächst die Hülse mit der die Rastnut bildenden stufenförmigen Erhöhung aus der hülsenförmigen Erweiterung axial herausgezogen werden kann, wobei sich die hülsenförmige Erweiterung in ihrem Endbereich elastisch aufweitet und wieder zurückfedert; anschließend kann dann in einer dritten Entformungsstufe der Dorn aus dem Kalotten-Aufnahmeraiim herausgezogen werden, wobei sich der elastisch radial aufweitbare Teil der Kalottenhalterung ungehindert aufspreizen kann, da die linienförmige Erweiterung nach dem Entfernen der entsprechenden Hülse in radialem Abstand den elastischen Teil der Kalottenhalterung übergreift. Entsprechend der Aufweitung bei dem Herausziehen der Hülse bzw. des Dorns können bei dem anschließenden Montagevorgang ebenfalls unter elastischer Aufweitung der entsprechenden Teile zunächst die Kalotte in die Kalottenhalterung eingedrückt und nach dem Einfüllen des Fetts und der Fitaeheibe in den Pepoiwum rlie Anlauiseheibe in die Rasinut eingedrückt werden.
Die Erfindung spwie weitere vorteilhafte Ausgestaluingenwerden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
Fig, 1 einen Längsschnitt durch einen Klauenpoltm> tor mit zwei axial hintereinander angeordneten Statorsystemen und den erfindungsgemäßen Kalottenlagern an beiden Enden der Läuferwelle,
Fig.2 eine Draufsicht auf dje einstückige Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung,
Fig.3 einen Längsschnitt der einstückigen Kalottenhalterung mit angeformter Erweiterung gemäß dem Schnittverlauf III-III nach Fig. 2.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines Kiauenpolmotors. Der nur teilweise dargestellte Stator dieses Klauenpolmotors besteht im wesentlichen aus zwei axial hintereinander angeordneten Statorsystemen mit je einem Klauenpolblech und einer ringfönr Vien Erregerspule. Die beiden Statorsystemc sind an SttF.ibieehen 14, 15 befestigt, die ihrerseits jeweils mit einer Kalottenhalterung 2 verbunden sind, in der die eine Läuferwelie 5 aufnehmenden Kalotten 1 gelagert sind. Zur festen Verbindung zwischen den Stirnblechen 14, 15 und der jeweiligen Kalottenhalterung 2 können in einfacher Weise die Stirnbleche 14, 15 in die Spritz- bzw. Gießform der Kalottenhalterung vor dem Gießen eingelegt und miteingespritzt werden.
Konzentrisch zur Läuferwelie 5 ist in deren axialem Mittelteil ein Magnetträger 7 beispielsweise durch Aufkleben auf dem äußeren Umfang der Läuferwelie 5 befestigt. Der Magnetträger 7 wiederum ist an seinem äußeren Umfang mit einem magnetisierten Ringmagneten fest verbunden. Das linke aus der Stirnseite 14 herausragende Ende der Läuferwelle 5 trägt ein Antriebsritzel 16.
Die als Einzelteil-Baugruppen herstellbaren einstufe kigen Kunststoffteile mit integriertem Depotraum zur Aufnahme der Kalotten bestehen im wesentlichen aus der eigentlichen Kalottenhalterung 2 und der einstückig angeformten Erweiterung 3 mit dem axial vorgelagerten Depotraum 33, 34 und einer Rastnut 31, in die die Anlaufscheibe 4 eindrückbar ist. Zur Verhinderung eines Axialspiels des Läufers ist zwischen der Anlaufscheibe 4 des rechten Kalottenlagers und dem mit der Läuferwelle 5 fest verbundenen Magnetlager 7 eine Axialdruckfcder 10 vorgesehen, die einerseits am Magnetkörper 7 an einer Flachscheibe 17 und andererseits an der rechten Anlaufscheibe über eine topfförmige Scheibe 9 anliegt. Zwischen der linken Stirnseite des mit der Läuferwelle verbundenen Magnetträgers 7 und der linken Anlaufscheibe ist eine Zwischenlegscheibe 6 auf die LäUi'erwelle 5 aufgesteckt, die zur Aufnahme des axialen Anlaufs mit ihrer linken Stirnseite an der linken Anlaufscheibe 4 anliegt.
Der gesamte Depotraum besteht aus einem der einen Stirnseite der jeweiligen Kalotte vorgelagerten, bis zur Läuferwelle 5 reichenden scheibenförmigen Teil 34 mit darin gelagerter Filzscheibe II und einem an dessen radialem äußerem Rand angrenzenden Schmiermittelsammei- bzw. -vorratsraum 33. Dieser Vorratsrr-um 33 ist im wesentlichen axial gerichtet und reicht radial nicht über das Maß des scheibenförmigen Teils 34 des Depotraums hinaus, so daß insgesamt durch den Depotraum kein zusätzlicher radialer Einbauraum erforderlich ist. Die Filzscheihe 11 stfif^t cirh mit ihrpm
äußeren Rand an der axialen Erweiterung 3 ab und liegt mit ihrem inneren Rand frei sehwebend über der Läuferwclle5.
In vorteilhafter Weise ist die Erweiterung 3 im Bereich der größten radialen Tiefe des Kalotlen-Aufnahmeraums 29 außen an die Kalottenhalterung einstückig angeformt und übergreift dann in Abstand radial und axial hülsenförmig den dem Depotraum zugewandten Teil der Kalottenhalterung. Durch das freie Übergreifen der Erweiterung 3 wird in besonders einfacher Weise eine elastische radiale Aufweitbarkeit einerseits des dem Depotraum zugewandten Teils der Kalottenhalterung und andererseits des die Anlaufscheibe aufnehmenden Endes der Erweiterung erreicht.
Die elastische radiale Aufweitbarkeit des Aufnahmeraums 29 der Kalottcnhalterung 2 wird in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß der Aufnahmeraum 29 an seiner dem Depotraum 33, 34 bzw. der Anlaufscheibe 4 axial zugewandten Seite mit axialen randoffenen schlitzförmigen Ausnehmungen 25 — 27 versehen ist (Fig. 2. 3). derart, daß die eingedrückte Kalotte I spannfingerartig (Spannfinger 21—24) umgriffen gesichert ist. Die hülsenförmig die Kalottenhalterung 2 übergreifende axiale Erweiterung 3 ist bei nicht unterbrochener, d. h. geschlossener Wandung in sich selbst aufweitbar, so daß die Anlaufscheiben 4 über eine Anlaufschräge 32 in die Rastnut 31 eindrückbar sind und nach dem Eindrücken nicht nur zur Aufnahme des axialen Anlaufs der Läuferwelle, sondern auch zum dichtenden Abschluß des Depofraums 33, 34 dienen jo können.
Bei der Herstellung des Kalottenlagers ist eine stufenweise axial ziehbare, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülscnfönnigen Erweiterung 3 mit endseitiger Rastnut 31 sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum 29 der Kalotte bestehende Spritzform vorgesehen, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil.
dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden. Es ist ersichtlich, daß auf diese Art und Weise die gespritzte Kalotte besonders aufwandsarm herstellbar ist. Nach dem Entfernen des äußeren Formteils kann sich die hülsenförmige Erweiterung 3 bei dem anschließenden axialen Herausziehen der Hülse radial elastisch aufweiten, so daß der Formrand aus der Rastnut austreten kann; nachdem die Hülse entfernt ist, wird auch der radiale Freiraum zwischen dem der Anlaufscheibe zugewandten elastisch aufweitbaren Teil der Kalottenhalterung und der übergreifenden Erweite rung 3, insbesondere im Bereich des Depotraums 33, frei, so daß schließlich als letzter Entformungsvorgang der Dorn aus dem Aufnahmeraum 29 herausziehbar ist, indem die Spannfinger 21—24 radial nach außen gedrückt werden. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, sind auch die radialen Spannfinger 21—24 zweckmäßigerweise mit kleinen Anlaufschrägen versehen.
Roi Hpm möglichen einfschen Moritsgcvorgarig des vorliegenden Kalottenlagers wird zunächst die Kalotte in die gespritzte Kalottenhalterung eingedrückt, dann der Depotraum 33 mit Fett gefüllt, anschließend die Filzscheibe 11 axial gegen die Kalotte gelegt und schließlich die Anlaufscheibe 4 zur Axialdruckaufnahme des Läufers und zur gleichzeitigen axialen Sicherung der Filzscheibe 11 und zur Abdichtung des Depotraums in die hinterschnittene Rastnut 31 über die Anlaufschräge 32 der axialen Erweiterung 3 der Kalottenhalterung 2 eingedrückt.
An den äußeren axialen Enden der Kalottenhaltcrungen ist gleichzeitig bei der Herstellung der Kalottcnhalterung in einem Arbeitsgang ein über die Stirnbleche 14, 15 überstehender Bund 28 mit definiertem Durchmesser mit angespritzt bzw. mit angegossen, der ohne weitere Nachbearbeitung zum zentrierten Einbau des gesamten Motors in einer Motoraufnahme, z. B. eines mit dem Ritzel 16 kämmenden nachgeschalteten Antriebs, benutzt werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

  1. Patentansprflchef .;·
    U Als einstückiges Kunststoff-SprjtzgMßtejl mit .integriertem.Schmiermittel-pepotraijm ausgebildete Halterung. f,ür die Kalotte eines Kugelgelenk-Wellenlagers · mit. einer radial elastisch aufweitbaren Kalotten-Einführöffnung, durch die.die Kalotte in den KaIptten:Au,fnahnjeraum nach Art eines Schnappverschlusses eindrückbär ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Depotraum (33,34) als eine im Bereich der größten radialen Weite des Kalotten-Aufnahmeraums (29J an dessen Außenwand mit ihrem einen Ende angespritzte axiale Erweiterung (3) ausgebildet ist, die den aufweitbaren Teil (Spannfinger 21 —24) der Kalottenhalterung (2) radial und axial hakenförmig übergreift und an ihrem anderen, elastisch aufweitbaren Ende durch eine einrastbare Anlaufscheibe (4) für den axialen Anlauf der in der Kalotte (1) gelagerten Läuferwelle (5) verschließbar ist
  2. 2. Halterung jach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Depotraurm(33,34) aus einem der einen Stirnseite des Kalotten-Aufnahmeraums (29) vorgelagerten, bis zur Läuferwelle (5) reichenden scheibenförmigen Teil (34) zur Aufnahme einer Filzscheibe (11) und einem an dessen radial äußeren Rand angrenzenden, axial zum Kalotten-Aufnahmeraum gerichteten Schmiermittelsammei- bzw. -vorratsraum gebildet ist
  3. 3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (3) an ihrem freien Ende mit einer ringförmigen Rastnut (31) versehen ist, aus der das entsprechende Formteil nach dem Spritzgießen und Erhärten der Spritzmasse axial ziehbar und in die du Aalaufscheibe (4) einrastbar ist.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Benutzung einer stufenweise axial ziehbaren, aus einem äußeren Formteil für die Außenkontur der Kalottenhalterung mit Erweiterung, aus einer Hülse für die Innenkontur der hülsenförmigen Erweiterung mit endseitiger Rastnut sowie aus einem Dorn für den Aufnahmeraum der Kalotte bestehenden Spritzform, wobei nach dem Erhärten der Spritzmasse zunächst das Formteil, dann die Hülse und anschließend der Dorn axial entfernt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Benutzung eines zweiteiligen äußeren Formteils mit einer im Bereich des Übergangs der hülsenförmigen Erweiterung in die eigentliche Kalottenhalterung liegenden Teilungsebene, derart, daß die beiden Teile in zueinander entgegengesetzter Richtung axial entfernt werden.
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