DE3615112C2 - Buchsenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Buchsen zum Festlegen eines Elementes in einem anderen Element, und insbes. auf eine Vorrichtung, die einen exakten Sitz einer Buchse in einem der Elemente gewährleistet.

Anstatt ein Element direkt in einem anderen Element zu befestigen und zu positionieren, ist es häufig erwünscht, eine Buchse zu verwenden, um die Elemente relativ zueinander festzulegen. Damit bei der Herstellung Kosten gespart werden, ist es zweckmäßig, die Buchsen durch einen Preßvorgang anstatt durch kostspieligere Bearbeitungsvorgänge herzustel­ len. Aufgrund von Herstellungstoleranzen ist es jedoch schwierig, zu erreichen, daß die gepreßte Buchse einen exakten Sitz im Element hat, und daß kein Spiel zwischen Buchse und Element vorhanden ist.

Die US-PS 4 247 219 zeigt und beschreibt ein Befestigungselement, mit dem zwei Plattenteile miteinander verbunden werden. Das Befestigungselement besitzt einen Bund und an einem freien Ende des Bundes ist ein oval geformtes Kopfstück vorgesehen. Das Kopfstück kann durch eine ähnlich geformte Öffnung in einer Platte greifen, und der Bund ist so ausgebildet, daß er eine begrenzte Drehbewegung des Befestigungselementes in der Öffnung der Platte ermöglicht. Bei Drehung des Befestigungselementes kommt das Kopfstück mit der Rückseite der Platte in Eingriff und hält das Befestigungselement in der Platte fest.

Derartige Befestigungselemente werden häufig durch einen Preßvorgang hergestellt, der zweckmäßig und billiger ist als das Herstellen durch spanende Bearbeitung. Die Herstelltoleranzen bei einem Preßvorgang führen jedoch zu einem ungenauen Paßsitz in der Öffnung, so daß ein Spiel zwischen dem Element und dem Bauteil auftreten kann. Dies hat bisher die Verwendung derartiger Preßelemente für solche Anwendungsfälle behindert, bei denen es erwünscht ist, das Element exakt in einem Bauteil ohne Spiel zwischen dem Element und dem Bauteil anzuordnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Buchsenelement für eine Aufnahme im Festsitz innerhalb einer Öffnung eines Bauteiles so auszugestalten, daß kein Spiel zwischen der Buchse und dem Bauteil besteht, und dieses Buchsenelement so zu konstruieren, daß während der Anordnung der Buchse in der Öffnung ein Eingriff der Buchse mit der Wand der Öffnung dazu führt, daß Material von der Buchse entfernt wird, um den Festsitz der Buchse in der Öffnung zu erreichen.

Gemäß der Erfindung ist ein Buchsenelement vorgesehen zur Aufnahme in einer Öffnung, die durch teilkreisförmige Wandungen definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Abschnitt zum Einsetzen in die Öffnung mit einer teilkreisförmigen Wandung zum Eingriff mit dem teilkreisförmigen Rand der Öffnung, und einen oder mehrere Vorsprünge, die sich radial nach außen diametral entgegengesetzt zum teilkreisförmigen Abschnitt der Buchse erstrecken, aufweist, derart, daß die diametrale Dimension der Buchse etwas größer ist als die Dimension der Öffnung, in die sie eingesetzt werden soll; die Vorsprünge haben eine Konfiguration, die ein Entfernen von Material erleichtert, wenn die Buchse in Eingriff mit der Öffnung kommt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Buchse zur Festlegung in einem ebenen Bauteil hat die Öffnung in dem ebenen Bauteil etwa kreisförmige Gestalt mit zwei entgegenge­ setzt gerichteten vergrößerten Abschnitten, und die Buchse besitzt einen teilkreisförmigen Abschnitt zum Einsetzen in den kreisförmigen Abschnitt der Öffnung, zwei entgegengesetzt gerichtete Ansätze, die durch die vergrößerten Teile der Öffnung hindurchgreifen und sich zur entgegengesetzten Seite des ebenen Bauteils erstrecken, sowie eine Vielzahl von nach außen gerichteten Zähnen, die von dem teilkreisförmigen Abschnitt in der Nähe eines der Ansätze ausgehen, wobei beim Einsetzen des teilkreisförmigen Abschnittes in die Öffnung und anschließenden Drehen der Buchse, durch das die Ansätze in Eingriff mit der entgegengesetzten Seite des ebenen Bauteiles kommen, die Vorsprünge durch den Schnitt des kreisförmigen Abschnittes der Wandung der Öffnung und der Wandung eines der vergrößerten Abschnitte der Öffnung in Eingriff kommen, so daß ausreichend Material entfernt wird, um einen präzisen Sitz der Buchse in der Öffnung sicherzu­ stellen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Einpassen einer Buchse in ein Bauteil vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Öffnung in dem Bauteil ausgebildet wird, die durch zwei diametral gegenüberliegende teilkreisförmige Ränder und einen vergrößerten Abschnitt zwischen den Rändern gebildet wird, daß ein Buchsenelement gebildet wird, das einen Abschnitt mit diametral gegenüber­ liegenden teilkreisförmigen Wandungen aufweist, deren Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser der teilkreis­ förmigen Ränder ist, daß mindestens ein Vorsprung sich von einer der teilkreisförmigen Wandungen nach außen erstreckt, daß der genannte Abschnitt in die Öffnung im Bauteil einge­ setzt wird, wobei der Vorsprung sich in die vergrößerte Fläche erstreckt, und daß dann das Buchsenelement so gedreht wird, daß der Ansatz mit einem der teilkreisförmigen Ränder in Eingriff kommt und dadurch Material von dem Vorsprung entfernt wird, derart, daß der genannte Abschnitt des Buchsenelementes exakt in die kreisförmige Öffnung paßt.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich­ nung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Buchsenelementes,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungs­ form des Buchsenelementes nach der Errfindung, ähnlich der Darstellung nach Fig. 3, und

Fig. 5 das Einsetzen eines Buchsenelementes in ein Bauteil.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Ausführungsform eines Buchsenelementes zur Aufnahme eines Kugellagerlaufringes dargestellt. Eine Buchse 10 weist eine zentrische Aussparung 11 auf, in die ein Kugellagerlaufring (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. Die Aussparung ist teilweise durch eine Wand 12 verschlossen, um einen Haltesitz für den Kugellagerlaufring zu erzielen. Die Wand 12 weist eine Öffnung 13 auf, durch die sich eine von dem Kugellagerlauf­ ring drehbar aufgenommene Welle durch die Buchse erstrecken kann. Der äußere Teil der Buchse ist durch zwei teilkreisför­ mige Wände 14, 15 und zwei parallele, geradlinige Wände 16, 17 festgelegt. Ein Ende der Buchse ist mit zwei Ansätzen 18, 19 versehen, die sich über die teilkreisförmigen Wände 14, 15 hinaus erstrecken. Das andere Ende der Buchse weist eine Platte 20 mit einem etwa kreisförmigen Abschnitt, dessen Radius größer ist als der der teilkreisförmigen Wände 14, 15, sowie einen Teil 21, der sich von der Buchse 10 weg erstreckt und einen Hebel ausbildet, auf. Somit bilden die Platte und die Ansätze zwischen sich teilkreisförmige Nuten in der Nähe der teilkreisförmigen Wände 14, 15. Vorzugsweise wird das Buchsenelement nach einem Preßverfahren aus Kunststoffmaterial hergestellt, das verhältnismäßig steif und unflexibel ist.

Ein Bauteil 21, in das die Buchse eingesetzt wird, weist eine Öffnung 22 auf, die aus einem kreisförmigen Abschnitt 23 mit einem etwas größeren Radius als dem Radius der teilkreisför­ migen Wandungen der Buchse sowie aus zwei diametral gegen­ überliegenden Teilen 24, 25 besteht, die so ausgelegt sind, daß sie den Durchtritt der Ansätze 18, 19 ermöglichen. Durch Ausrichten des Endes der Buchse, an welchem die Ansätze ausgebildet sind, mit der Öffnung in dem Bauteil kann die Buchse durch axiale Bewegung in die Öffnung eingesetzt werden, bis die Platte 20 an der Stirnseite des Bauteiles 21 anliegt. Die Buchse kann dann mit Hilfe des Hebels 21 so weit verdreht werden, daß die Ansätze sich von den diametral gegenüberliegenden Abschnitten 24, 25 der Öffnung weg bewegen und mit der gegenüberliegenden Stirnseite des Bauteiles 21 in Eingriff kommen und damit die Buchse in dem Bauteil festle­ gen. Wenn der Radius der teilkreisförmigen Wandungen kleiner als der des kreisförmigen Abschnittes der Öffnung ist, kann sich die Buchse frei im Bauteil bewegen. Wenn die Wandungen jedoch einen größeren Radius haben, kann dies verhindern, daß die Buchse in die Öffnung eingesetzt werden kann. Aufgrund von Herstellungstoleranzen ist es praktisch nicht möglich, sicherzustellen, daß die Buchsenwandungen exakt die Dimension haben, die erforderlich ist, um einen präzisen Sitz der Buchse im Bauteil sicherzustellen. Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist eine der teilkreisförmigen Wände 16 mit einer Vielzahl von zahnförmigen Vorsprüngen 26 versehen, die sich von der Krümmung der Wand radial nach außen erstrecken. Aus Fig. 5 ergibt sich, daaß dann, wenn die Buchse in die Öffnung eingesetzt und mit Hilfe des Hebels gedreht wird, die Vorsprünge 26 mit einer am Bauteil 21 ausgebildeten Kante 27 in Eingriff kommen, und zwar durch die Verbindung des kreisförmigen Abschnittes 23 der Öffnung 22 und des Abschnit­ tes 24 der Öffnung. Dies bewirkt, daß die äußeren Teile der Vorsprünge 26 durch diese Kante 27 so weit abgeschnitten werden, daß die übrigen Teile der Zähne zusammen mit der anderen teilkreisförmigen Wand 15 einen Gesamtdurchmesser haben, der genau gleich dem des kreisförmigen Abschnittes 23 der Öffnung ist. Somit bildet die teilkreisförmige Wand 15 eine Bezugsfläche, die in Eingriff mit dem teilkreisförmigen Rand der Öffnung gehalten wird, indem die Vorsprünge 26 mit einer diametral gegenüberliegenden Wand der Öffnung in Eingriff kommen. Das Ende des Hebels 21 ist mit einem Ansatz 28 versehen, der in eine Aussparung 29 im Bauteil eingreift und damit die Buchse 10 in ihrer in vollem Eingriff stehenden Position relativ zum Bauteil 21 verriegelt.

Wenn die Buchse als Wälzlager für eine Welle verwendet wird, die in der Buchse rotieren oder sich in ihr axial bewegen soll, kann ein Schlitz 30 in der Buchse 10 ausgebildet sein, wie in Fig. 4 gezeigt, um eine Formänderung der Bohrung 31 in der Buchse auf Grund eines Druckes zu vermeiden, der sich aus dem Eingriff der übrigen Teile der Vorsprünge mit der Wandung der Öffnung 22 im Bauteil 21 ergibt.

Das Buchsenelement nach der Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann entsprechend der von der Buchse auszuführenden Funktion geändert werden. Wenn es erwünscht ist, eine Welle oder einen Stab in einer axialen Richtung zu positionieren, kann die Öffnung 13 in der Wand entfallen. Obgleich bei den dargestellten Ausführungsformen der Buchsenelemente, die teilkreisförmigen Wände 14, 15 mit der Aussparung 11 oder der Bohrung 31 in der Buchse konzentrisch ausgebildet sind, können sie auch exzentrisch sein, so daß die Drehung der Buchse beim Einsetzen in das Bauteil bewirkt, daß die Stange oder Welle in einer Richtung senkrecht zu ihrer Achse bewegt wird. Eine derartige Möglichkeit ist dann zweckmäßig, wenn es erforderlich ist, die Stange oder Welle in Eingriff mit einem anderen Element zu verschieben, nachdem sie in axialer Richtung positioniert worden ist. Zusätzlich kann diese Möglichkeit angewendet werden, wenn es erwünscht ist, eine Feineinstellung der Position der Stange oder des Stabes zu erzielen. Eine Drehung der Buchse um einen Winkel, der zu klein ist, um eine Freigabe der Buchse zu erzielen, bewirkt eine seitliche Verschiebung der Stange oder Welle. Die erforderliche Position der Stange oder Welle kann dadurch aufrechterhalten werden, daß eine Reihe von Aussparungen 29 vorgesehen werden, in deren eine der Ansatz 28 eingreift, um die Buchse in der gewünschten Position festzuhalten.

Claims (8)

1. Buchsenelement zur Aufnahme in einer Öffnung, die durch teilkreisförmige Ränder in einem Bauteil festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (10) einen Abschnitt zum Einsetzen in die Öffnung (22) mit einer ersten teilkreisförmigen Wandung (15) zum Eingriff mit dem teilkreisförmigen Rand (23) der Öffnung, und mindestens einen Vorsprung (26), der sich in radialer Richtung nach außen diametral entgegengesetzt zu der ersten teilkreisförmigen Wandung (15) des Teiles der Buchse erstreckt, aufweist, derart, daß die diametrale Dimension der ersten teilkreisförmigen Wandung (15) und des Vorsprunges (26) geringfügig größer ist als die Dimension der Öffnung (22), in die sie eingesetzt werden soll, wobei der Vorsprung (26) so geformt ist, daß das Entfernen von Material vom Vorsprung beim Eingriff der Buchse in die Öffnung erleichtert wird.

2. Buchsenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) eine zweite teilkreisförmige Wandung (14) aufweist, die der ersten teilkreisförmigen Wandung (15) diametral gegenüberliegend angeordnet ist, und daß der Vorsprung (26) sich in radialer Richtung von der zweiten Wandung (14) nach außen erstreckt.

3. Buchsenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (26) die Form eines verjüngten Zahnes hat.

4. Buchsenelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (18, 19, 20) vorgesehen ist, die das Buchsenelement (10) in einer Öffnung (22) eines Bauteiles (21) hält.

5. Buchsenelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (18, 19, 20) einen Flansch (20), der mit einer Stirnseite des Bauteiles (21) in Eingriff steht, sowie entgegengesetzt gerichtete Ansätze (18, 19), die mit einer zweiten Stirnseite des Bauteiles (21) in Eingriff stehen, aufweist.

6. Buchsenelement nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch eine Positioniervorrichtung (28), die das Bauteil (21) so festlegt, daß die Buchse (10) in einer ausgewählten Drehstellung relativ zu dem Bauteil (21) gehalten ist.

7. Buchsenelement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement aus hartem Kunststoffmaterial gepreßt ist.

8. Verfahren zum Einpassen einer Buchse in ein Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (22) in dem Bauteil (21) hergestellt wird, die durch zwei diametral gegenüberliegende teilkreisförmige Ränder (23) und eine vergrößerte Fläche (24) zwischen diesen Rändern festgelegt ist, daß ein Buchsenelement (10) gebildet wird, das einen Abschnitt mit diametral gegenüberliegenden teilkreisförmigen Wandungen (14, 15) aufweist, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der teilkreisförmigen Ränder, daß mindestens ein Vorsprung (26) vorgesehen wird, der sich von einer der teilkreisförmigen Wandungen (14) nach außen erstreckt, daß der genannte Abschnitt in die Öffnung im Bauteil eingesetzt wird, wobei der Vorsprung sich in die vergrößerte Fläche erstreckt, und daß dann das Buchsenelement so gedreht wird, damit der Vorsprung (26) mit einem der teilkreisförmigen Ränder (27) in Eingriff kommt und damit Material von dem Vorsprung entfernt wird, derart, daß der genannte Abschnitt des Buchsenelementes exakt in die kreisförmige Öffnung paßt.