DE3112754C2 - Fixing of bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Befestigung eines Lagers in einem Leichtmetallgehäuse. Um bei ansteigender Temperatur ein Lösen des Lagers vom Leichtmetallgehäuse zu vermeiden, ist eine Hülse vorgesehen, die in einer Bohrung das Lager aufnimmt und die mit einer weiteren Bohrung auf dem Mantel eines zylindrischen Vorsprungs des Leichtmetallgehäuses sitzt. Das sich stärker ausdehnende Leichtmetallgehäuse bewirkt dadurch bei ansteigender Temperatur einen festeren Sitz.The invention relates to a mounting of a bearing in a light metal housing. In order to avoid loosening of the bearing from the light metal housing when the temperature rises, a sleeve is provided which receives the bearing in a bore and which sits with another bore on the jacket of a cylindrical projection of the light metal housing. The light metal housing, which expands more strongly, causes a tighter fit when the temperature rises.
Description
Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Lagern, insbesondere des Außenrings eines Wälzlagers, in einem Gehäuse aus Leichtmetall oder anderem Werkstoff mit entsprechendem Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer das Lager bzw. den Außenring des Lagers am Mantel aufnehmenden, am Gehäuse befestigten Stahlhülse. The invention relates to a fastening of bearings, in particular the outer ring of a roller bearing, in one Housing made of light metal or other material with a corresponding coefficient of thermal expansion a steel sleeve which is attached to the housing and which receives the bearing or the outer ring of the bearing on the jacket.
Durch die starken Forderungen nach geringem Gewicht, insbesondere bei Fahrzeugen, werden immer häufiger Leichtmetallgehäuse verwendet. Die in den meisten Fällen aus Stahl bestehenden Lager haben jedoch einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Leichtmetallgehäuse, so daß sich bei stark ansteigender Temperatur, beispielsweise im Hinterachsgehäuse oder im Motor eines Fahrzeuges zwischen dem Lager oder seinem Außenring und seiner Sitzfläche im Leichtmetallgehäuse ein Spalt bildet, wodurch sich das Lager oder der Außenring mitdrehen oder axial verschieben kann. Ein großer Verschleiß und frühzeitiger Ausfall ist die Folge, ganz abgesehen davon, daß dadurch die Führungsgenauigkeit des Lagers und der darin gelagerten Teile nachteilig verändert wird. Um das Problem zu beseitigen, wird üblicherweise ein festerer Sitz mit höherer Preßpassung vorgesehen. Dieser Maßnahme sind jedoch insofern Grenzen gesetzt, als Leichtmetall im allgemeinen spröde ist und bei starker Überdehnung insbesondere bei niedrigen Temperaturen Materialrisse entstehen, die ebenfalls einen frühzeitigen Ausfall der Lagerung bewirken.Due to the strong demands for low weight, especially in vehicles, are always more often light metal housings are used. Which in most cases have bearings made of steel However, a lower coefficient of thermal expansion than the light metal housing, so that when strongly increasing temperature, for example in the rear axle housing or in the engine of a vehicle between the Bearing or its outer ring and its seat in the light metal housing forms a gap, whereby the Bearing or the outer ring can rotate or move axially. A great wear and tear and earlier Failure is the result, quite apart from the fact that thereby the guidance accuracy of the bearing and the parts stored therein is disadvantageously changed. To eliminate the problem, a tighter fit with higher interference fit provided. To this extent, however, there are limits to this measure set, as a light metal is generally brittle and if it is severely overstretched, especially if it is low Temperatures Material cracks occur, which also cause premature storage failure.
Es ist durch die DE-OS 24 27 688 bekannt, zwischen einem Lager und der Gehäusebohrung eine Hülse aus austhenitischem Stahl vorzusehen. Diese hat einen Ausdehnungskoeffizienten, der zwischen dem des Leichtmetallgehäuses und dem des Lagers liegt. Es wird im Prinzip eine Aufteilung der beim Ansteigen der Temperatur auftretenden Dehnungsdifferenz auf zwei Fugen erreicht. Dadurch kann zwar verhindert werden, daß schon bei geringfügig erhöhten Temperaturen ein Spalt zwischen dem Lager und dem Leichtmetallgehäuse entsteht, es bleibt jedoch der Nachteil, daß mit ansteigender Temperatur der Sitz des Lagers zunehmend loser wird. Bei hochbeanspruchten Lagerungen können dadurch Fehler auftreten.It is known from DE-OS 24 27 688, a sleeve between a bearing and the housing bore austenitic steel to be provided. This has a coefficient of expansion that is between that of the Light metal housing and that of the bearing. It is basically a breakdown of when the increase in the Temperature difference in expansion reached on two joints. This can prevent that even at slightly increased temperatures there is a gap between the bearing and the light metal housing arises, but there remains the disadvantage that the seat of the bearing increases with increasing temperature gets looser. This can lead to errors in highly stressed bearings.
Durch die AT-PS 1 78 768 ist ein Einlegering für Lagerkörper aus Leichtmetall bekannt, der bei der Fertigung des Lagerkörpers miteingegossen wird, wobei ein kleiner Abschnitt eines freien Ringendes sowohl radial innen als auch außen von Leichtmetall umgeben ist Eine ausreichende Befestigung ist dabei nur möglich, wenn dieser Abschnitt entsprechend weit in das Leichtmetallgehäuse des Lagerkörpers hineinragt, d. h. weit über die Seitenfläche des Lagers hinwegsteht Dadurch wird jedoch zusätzlicher axialer Bauraum benötigt, der in den meisten Fällen nicht akzeptiert werden kann. Abgesehen davon, dient der Abschnitt des bekannten Gegenstandes nicht zur Befestigung des Lagers. Der eigentliche Lag ersitz wird durch einen rohrförmigen, über die gesamte Breite des Lagers sich erstreckenden Vorsprung gebildet durch den. wie oben schon angeführt, mit ansteigender Temperatur der Sitz des Lagers zunehmend loser wird.From AT-PS 1 78 768 an insert ring for bearing bodies made of light metal is known, which in the Production of the bearing body is cast in, with a small section of a free ring end is surrounded by light metal both radially on the inside and on the outside. Sufficient fastening is included only possible if this section protrudes correspondingly far into the light metal housing of the bearing body, d. H. protrudes far beyond the side surface of the bearing. However, this also becomes more axial Requires installation space, which in most cases cannot be accepted. Apart from that, the Section of the known object not for fastening the bearing. The actual lag will be seated formed by a tubular projection extending over the entire width of the bearing the. As already mentioned above, as the temperature rises, the seat of the bearing becomes increasingly looser.
Durch die DE-AS 10 68 516 ist ein Gleitlager bekannt, bei dem zum Zweck seiner gleichmäßigen Ausdehnung bei Temperaturerhöhung axial über die Seitenflächen des Gleitlagers hinwegstehende Ringstege vorgesehen sind. Diese umgreifen den Stützkörper radial außen unter Zwischenschaltung von Ringen höherer Wärmedehnung. Auch hier wird zusätzlicher axialer Bauraum benötigt.From DE-AS 10 68 516 a plain bearing is known in which for the purpose of its uniform expansion when the temperature increases, annular webs projecting axially over the side surfaces of the plain bearing are provided are. These encompass the support body radially on the outside with the interposition of rings of higher thermal expansion. Here, too, additional axial installation space is required.
Eine andere Lösung ist durch das DE-GM 17 25 127 bekannt. Der bei dieser Ausführung über dem Lagersitz aufgezogene oder aufgeschrumpfte Stahlring ist jedoch als Bewehrung für das Leichtmetallgehäuse vorgesehen und gelangt mit dem Lager selbst nicht in Berührung.Another solution is known from DE-GM 17 25 127. The one above the bearing seat in this version However, a steel ring that has been drawn on or shrunk on is intended as reinforcement for the light metal housing and does not come into contact with the bearing itself.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Befestigung eines Lagers konstruktiv so zu gestalten, daß die feste Verbindung des Lagers bzw. des Außenringes mit dem Gehäi^e bei ansteigender Temperatur nicht loser wird.The object of the invention is to design the aforementioned fastening of a bearing in such a way that that the fixed connection of the bearing or the outer ring with the Gehäi ^ e with increasing Temperature does not decrease.
Die Aufgabe wird dadurch geiöst, daß die Hülse im Längsschnitt im wesentlichen das Profi! eines liegenden U aufweist und in radialer Richtung gegenüber dem Gehäuse ausschließlich mit der Innenfläche ihres äußeren zylindrischen Abschnitts auf der Mantelfläche eines Vorsprunges des Gehäuses festgelegt ist.The task is achieved in that the sleeve in the longitudinal section is essentially the professional! of a lying U has and in the radial direction with respect to the housing exclusively with the inner surface of their outer cylindrical portion is set on the lateral surface of a projection of the housing.
Die Hülse ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und hat den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Lager. Sie nimmt einerseits in ihrer Bohrung den Außenring des Lagers auf und sitzt andererseits mit der Innenfläche ihres äußeren zylindrischen Abschnitts auf der Mantelfläche eines am Leichtmetallgehäuse angeordneten Vorsprunges. Da sich das Leichtmetallgehäuse gegenüber der Hülse bei ansteigender Temperatur stärker ausdehnt, erhält die Hülse vorteilhafterweise einen noch festeren Sitz. Ein Lösen des Außenringes ist somit ausgeschlossen. Ein radial gerichteter Flansch kann dabei an einer Seite der Hülse als Anlagefläche für den Außenring vorgesehen werden. Durch das U-förmige Profil kann die Hülse Vorsprüngen mit verschiedenen Durchmessern angepaßt werden.The sleeve is made of steel, for example, and has the same coefficient of expansion as that Camp. It takes on the one hand in its bore on the outer ring of the bearing and on the other hand sits with the Inner surface of its outer cylindrical section on the lateral surface of one arranged on the light metal housing Head start. Since the light metal housing is opposite to the sleeve when the temperature rises expands more, the sleeve is advantageously given an even tighter fit. A loosening of the outer ring is thus excluded. A radially directed flange can act as a contact surface for on one side of the sleeve the outer ring can be provided. Due to the U-shaped profile, the sleeve can projections with different Diameters can be adjusted.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt der radial verlaufende Abschnitt der U-förmig profilierten Hülse mit seiner inneren Radialfläche an der Stirnseite des Vorsprunges des Gehäuses an.According to a further feature of the invention, the radially extending section of the U-shaped profile is located Sleeve with its inner radial surface on the end face of the projection of the housing.
Der von der Mantelfläche des Außenringes aus nach außen gerichtete mittlere Abschnitt des U-förmigen Profils erhöht im großen Maß die Steifigkeit der Hülse.The middle section of the U-shaped which is directed outwards from the jacket surface of the outer ring Profile increases the rigidity of the sleeve to a large extent.
Die U-förmig profilierte Hülse ermöglicht eine axial platzsparende Anordnung des Lagers innerhalb der Bohrung des Vorsprunges.The U-shaped profiled sleeve enables an axially space-saving arrangement of the bearing within the Hole of the projection.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen der Außenfläche des inneren zylindrischen Abschnitts der Hülse und einer Bohrungswandung des Vorsprunges des Gehäuses ein Ringspalt vorgesehen.According to a further feature of the invention is between the outer surface of the inner cylindrical An annular gap is provided in the section of the sleeve and a bore wall of the projection of the housing.
Damit ist sichergestellt daß bei allen thermischen Vorgängen im gesamten Leichtmetallgehäuse und im Lager nur die Bohnmgsfläche der Hülse als Sitzfläche auf dem Vorsprung wirksam ist und das Lager selbst nicht radial verspannt wird.This ensures that in all thermal processes in the entire light metal housing and in the Only store the beanie surface of the sleeve as a seat is effective on the projection and the bearing itself is not clamped radially.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispieles beschrieben.The invention is described below with reference to the example shown in the drawing.
Die einzige Figur zeigt die Befestigung eines Kegelrollenlagers in einem Leichtmetallgehäuse mit einer U-förmig profilierten Hüise im Schnitt.The only figure shows the attachment of a tapered roller bearing in a light metal housing a U-shaped profile in section.
Eine Welle 1 ist in einem Leichtmetallgehäuse mittels eines Kegelrollenlager 2 gelagert Der Außenring 3 ist mit einer Hülse 4 aus Stahl an einem ringförmigen Vorsprung 5 des Leichtmetallgehäuses befestigt Die Hülse 4 weist im Längsschnitt ein im wesentlichen U-förmiges Profil auf, wobei der innere zylindrische Abschnitt 6 den Außenring 3 am Mantel aufnimmt und sein freies Ende in einen radial nach innen gerichteten Flansch 7 ausläuft. Der Außenring 3 ist in die Bohrung des zylindrischen Abschnitts 6 der Hülse 4 eingepreßt und liegt mit seiner Seitenfläche am Flansch 7 der Hülse 4 an. Der mittlere Abschnitt 8 des U-Profiles ist als radial nach außen gerichteter Flansch ausgebildet der mit setner innenliegenden Radialfläche an der Stirnseite 10 des ringförmigen Vorsprunges 5 anliegt Der äußere zylindrische Abschnitt 11 des U-Profiles umgibt den Mantel des ringförmigen Vorsprunges 5 des Leichtmetallgehäuses, wobei die Bohrungsfläche 12 des äußeren zylindrischen Abschnittes der Hülse 4 mit der zylindrischen Mantelfläche des Vorsprunges 5 eine Preßverbindung bildet Zwischen der Bohrungsfläche des Vorsprunges 5 und der Mantelfläche des innerer. Abschnittes 6 der Hüise 4 ist über den gesamten Umfang ein Spalt 13 vorgesehen. Bei axialer Belastung des KegelroUenlagers 2 stützt sich der Außenring 3 am radial nach innen gerichteten Flansch 7 der Hülse 4 ab. Die Hülse 4 selbst stützt sich mit dem mittleren Abschnitt 8 an der Stirnseite 10 des Vorsprunges 5 ab.A shaft 1 is mounted in a light metal housing by means of a tapered roller bearing 2. The outer ring 3 is with a sleeve 4 made of steel attached to an annular projection 5 of the light metal housing Sleeve 4 has a substantially U-shaped profile in longitudinal section, the inner cylindrical Section 6 receives the outer ring 3 on the jacket and its free end in a radially inwardly directed Flange 7 runs out. The outer ring 3 is pressed into the bore of the cylindrical section 6 of the sleeve 4 and rests with its side surface on the flange 7 of the sleeve 4. The middle section 8 of the U-profile is as Radially outwardly directed flange formed with the next inner radial surface on the end face 10 of the annular projection 5 is applied. The outer cylindrical section 11 of the U-profile surrounds the Jacket of the annular projection 5 of the light metal housing, the bore surface 12 of the outer cylindrical portion of the sleeve 4 with the cylindrical outer surface of the projection 5 a Press connection forms between the bore surface of the projection 5 and the lateral surface of the inner. Section 6 of the sleeve 4, a gap 13 is provided over the entire circumference. With axial load of the conical roller bearing 2, the outer ring 3 is supported on the radially inwardly directed flange 7 of the sleeve 4. The sleeve 4 itself is supported with the middle section 8 on the end face 10 of the projection 5.
Bei ansteigender Temperatur im Leichtmetallgehäuse vergrößert sich infolge des größeren Temperaturkoeffizienten von Leichtmetall der Durchmesser des Vorsprunges 5 mehr als der des Kegelrollen.agers 2 und der Hülse 4, die beide aus Stahl bestehen. Die Preßverbindung zwischen Hülse 4 und Vorsprung 5 kann sich deshalb nicht lösen, sondern verfestigt sich ^iit ansteigender Temperatur.As the temperature in the light metal housing increases, the temperature coefficient increases as a result of the larger temperature coefficient of light metal, the diameter of the projection 5 more than that of the Kegelrolle.ager 2 and the Sleeve 4, both of which are made of steel. The press connection between the sleeve 4 and the projection 5 can therefore not loosening, but solidifying itself increasing temperature.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16C 35/067 |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SKF GMBH, 8720 SCHWEINFURT, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |