DE4235611C2 - Plastic bearing housing - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a bearing housing in the preamble of claim 1 specified type.
Es ist bereits bekannt, eine Stahlwendel zur Verstärkung des Lagersitzes in das Material des Lagergehäuses einzubetten, um ein Fließen des Kunststoffs unter im späteren Betrieb auftretenden Zug- und Druckspannungen und eine dadurch hervorgerufene schädliche Veränderung des Lagersitzes zu verhindern. Auch negative Auswirkungen auf den Lagersitz aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnung des Gehäuses und der im Gehäuse angeordneten Wälzlager werden durch eine solche Stahlwendel eliminiert.It is already known to use a steel helix to reinforce the bearing seat in the Embedding material of the bearing housing to prevent the plastic from flowing under the tensile and compressive stresses occurring later in operation and one as a result prevent harmful changes to the bearing seat. Even negative ones Effects on the bearing seat due to different thermal expansion of the Housing and the roller bearing arranged in the housing are such Steel spiral eliminated.
Bei einem aus der EP 0 487 476 A2 bekannten Spritzgußverfahren zur Herstellung eines Lagergehäuses wird die kunststoffbeschichtete Stahlwendel in das Gießwerkzeug eingelegt und durch Werkzeugschieber in der gewünschten, zur Gehäusebohrung konzentrischen Lage gehalten, bis der Kunststoff in das Gießwerkzeug eingespritzt ist. In einer bestimmten Stufe des Spritzgießens werden dann die Werkzeugschieber entfernt und der dadurch entstehende Hohlraum wird danach mit Kunststoff aufgefüllt. Die Stahlwendel ist dann allseitig in den Kunststoff eingebettet. In an injection molding process for manufacturing known from EP 0 487 476 A2 The plastic-coated steel helix is inserted into the casting tool in a bearing housing inserted and by tool slide in the desired, to the housing bore held in a concentric position until the plastic is injected into the mold. In a certain stage of injection molding, the tool slides are then removed and the resulting cavity is then filled with plastic. The steel coil is then embedded on all sides in the plastic.
Dieses Verfahren erfordert ein aufwendiges Gießwerkzeug und darüber hinaus einen komplizierten Steuerungsablauf während des Gießvorganges, um die Wendel zuverlässig in der gewünschten Lage in das Gehäuse einzugießen.This process requires a complex casting tool and in addition, a complicated control process during the Casting process to make the coil reliable in the desired position pour into the housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lagergehäuse eingangs genannter Art zu schaffen, das einfach herzustellen ist, bei dem die Stahlwendel aber dennoch zuverlässig konzentrisch zur Bohrung des Lagergehäuses eingebettet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The invention has for its object a bearing housing to create the type mentioned above, which is easy to manufacture, where the steel helix is still reliably concentric is embedded for drilling the bearing housing. This task is according to the invention by the in the characteristic of Features specified claim 1 solved.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß ein einfaches Gießwerkzeug ohne besondere Schieber oder andere Mittel zur Aufnahme und Fixierung der Stahlwendel verwendet werden kann, weil der Trägerring diese Aufgabe übernimmt. Darüber hinaus läßt sich das Lagergehäuse in einem einstufigen, unterbrechungslosen Spritzvorgang herstellen. Desweiteren ist sichergestellt, daß sich die Wendel auch unter dem Druck des einfließenden Kunststoffs nicht aus ihrer - beim Stand der Technik zu diesem Zeitpunkt nicht mehr gesicherten - Lage verschiebt.The advantages of the invention are in particular that a simple casting tool without special sliders or others Means used to hold and fix the steel helix can be because the carrier ring takes over this task. In addition, the bearing housing can be Establish uninterrupted spraying. Furthermore is ensures that the coil is under the pressure of the inflowing plastic not from their - at the state of Technology no longer secured at this time - location shifts.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, die Bohrung des Trägerringes unmittelbar als Lagersitz auszugestalten, der den Außenring eines Wälzlagers ganz oder teilweise aufnimmt, so daß eine absolut konzentrische Lage der Wendel zum Wälzlager sichergestellt ist.According to further features of the invention, the Possibility of drilling the support ring directly as Bearing seat design, the outer ring of a rolling bearing takes up wholly or partially, so that an absolutely concentric Position of the coil to the rolling bearing is ensured.
Die Verwendung des Trägerringes ist besonders vorteilhaft, wenn zwei Wälzlager fluchtend nebeneinander in das Lagergehäuse bei dessen Herstellung mit eingegossen werden sollen. Die Wälzlager lassen sich dann nämlich in der Bohrung des Trägerringes anordnen und fixieren, so daß eine vormontierte Einheit aus Trägerring, zwei fluchtenden Wälzlagern und einer konzentrischen Stahlwendel in das Gießwerkzeug eingelegt werden kann. The use of the carrier ring is particularly advantageous if two roller bearings aligned side by side in the bearing housing whose production should be cast in. The roller bearings can then namely namely in the bore of the support ring arrange and fix, so that a pre-assembled unit Carrier ring, two aligned bearings and one concentric Steel spiral can be inserted into the casting tool.
Überdeckt die Lagersitz-Bohrung des Trägerringes den Wälzlageraußenring nur teilweise, so ist einerseits dessen genaue Lage sichergestellt, andererseits wird der Lagerring aber auch vom Kunststoffmaterial des Gehäuses unmittelbar umschlossen, so daß eine besonders zuverlässige Einbettung erfolgt.Covers the bearing seat bore of the carrier ring Rolling bearing outer ring only partially, that is on the one hand exact location ensured, but on the other hand, the bearing ring also directly surrounded by the plastic material of the housing, so that a particularly reliable embedding takes place.
Ein eventuell gewünschter axialer Abstand der Wälzlager voneinander ist durch am Trägerring angeformte Vorsprünge bzw. einen umlaufenden Steg einfach vorzugeben. Ein solcher Steg kann einstückig mit axial federnden Abschnitten versehen sein, die eine axiale Kraft auf die Lageraußenringe ausüben, wenn letztere während des Spritzgießens des Lagergehäuses im Gießwerkzeug gegen die federnden Abschnitte angepreßt und auf den äußeren Stirnseiten der Lagerringe Anlageschultern am Lagergehäuse angeformt werden. Dadurch läßt sich beispielsweise erreichen, daß auf einfache Weise die Breitentoleranz der Wälzlager und die Längentoleranz eines Distanzringes zwischen den Wälzlagerinnenringen ausgeglichen werden. Aber auch eine axiale Anstellung der Lageraußenringe gegenüber den von einem Distanzring auf Abstand gehaltenen Lagerinnenringen läßt sich mit solchen am Steg angeformten federnden Abschnitten verwirklichen. Ein solcher Distanzring kann durch einen in der Bohrung des Trägerringes angeformten, radial nach innen gerichteten Bund oder auch durch einzelne Finger zentriert werden, wodurch sowohl das Einbringen der Einheit in das Gießwerkzeug als auch die spätere Montage einer Welle erleichtert werden.A possibly desired axial distance between the roller bearings one another is formed by projections or simply specify a circumferential bridge. Such a web can be provided in one piece with axially resilient sections that exert an axial force on the bearing outer rings if the latter during the injection molding of the bearing housing in the mold pressed against the resilient sections and on the outer End faces of the bearing rings contact shoulders on the bearing housing be molded on. For example, that the width tolerance of the roller bearings and the Length tolerance of a spacer between the Rolling bearing inner rings are balanced. But also an axial one Position of the bearing outer rings against that of one Spacer ring spaced bearing inner rings can be with such resilient sections molded onto the web realize. Such a spacer ring can be used in the Bore of the carrier ring molded radially inwards directed waistband or centered by individual fingers be, thereby both the introduction of the unit in the Casting tool as well as the later assembly of a shaft be relieved.
Wird der Trägerring mit radial von der Lagersitzfläche beabstandeten axialen Verlängerungen versehen, auf deren Mantelflächen die Wendel angeordnet ist, und werden weiterhin die Verlängerungen von Ringsegmenten gebildet, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, dann ist eine besonders gute Einbettung in das Gehäusematerial gewährleistet und die Verstärkungswirkung der Wendel kann aufgrund der Elastizität der Verlängerungen ungehindert auf die Lagersitzflächen einwirken.If the carrier ring is radial with the bearing seat spaced axial extensions provided on their Lateral surfaces the coil is arranged, and will continue to be the extensions of ring segments formed in Are circumferentially spaced from each other, then one ensures particularly good embedding in the housing material and the reinforcing effect of the helix can be due to the Elasticity of the extensions unimpeded on the Act on the bearing seats.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.Embodiments of the invention are in the drawings shown and are explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Flanschlagergehäuse und Fig. 1 shows a longitudinal section through a flange housing and
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Lagergehäuse. Fig. 2 shows a longitudinal section through a second embodiment of a bearing housing.
Das in Fig. 1 dargestellte Lagergehäuse ist im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff hergestellt und weist einen ebenfalls aus einem Kunststoff bestehenden Trägerring 2 sowie eine Stahlwendel 3 auf.The bearing housing shown in FIG. 1 is made of a plastic by injection molding and has a carrier ring 2 , which is also made of a plastic, and a steel helix 3 .
In der Bohrung 4 des Lagergehäuses 1 sind zwei Kugellager 5, 6 angeordnet, deren Innenringe 7, 8 von zwei Sicherungsringen 9, 10 auf einer Welle 11 gehalten werden.In the bore 4 of the bearing housing 1 , two ball bearings 5 , 6 are arranged, the inner rings 7 , 8 of which are held on a shaft 11 by two retaining rings 9 , 10 .
Der Trägerring 2 weist einen nach innen gerichteten umlaufenden Steg 12 auf, der den Lageraußenringen 13, 14 als axialer Anschlag dient und deren gegenseitigen Abstand bestimmt. Am Körper des Trägerringes 2 sind axiale Verlängerungen 15, 16 angeformt, die vorzugsweise jeweils drei auf den Umfang des Trägerrings 2 verteilte Ringsegmente bilden. Auf der Mantelfläche des Trägerringkörpers und der Verlängerungen 15, 16 ist die Stahlwendel 3 konzentrisch zu den Lageraufnahmebohrungen des Trägerringes 2 bzw. zur Bohrung 4 des Lagergehäuses 1 angeordnet und durch radiale Erhebungen 17, 18 an den Enden der Verlängerungen 15, 16 auch axial fixiert.The carrier ring 2 has an inwardly directed circumferential web 12 which serves as an axial stop for the bearing outer rings 13 , 14 and determines their mutual spacing. Axial extensions 15 , 16 are formed on the body of the carrier ring 2 , which preferably each form three ring segments distributed over the circumference of the carrier ring 2 . On the outer surface of the support ring body and the extensions 15 , 16 , the steel helix 3 is arranged concentrically to the bearing receiving bores of the support ring 2 or to the bore 4 of the bearing housing 1 and is also axially fixed by radial elevations 17 , 18 at the ends of the extensions 15 , 16 .
Es ist ersichtlich, daß die Stahlwendel 3 auf dem Kunststoff- Trägerring 2 vor der Erstellung des Lagergehäuses vormontiert werden und die aus dem Trägerring 2 und der Stahlwendel 3 bestehende Einheit in die Gießform zur Erstellung des kompletten Lagergehäuses 1 eingelegt werden kann, so daß keine besonderen Maßnahmen im Gießwerkzeug ergriffen werden müssen. Die Wälzlager 5, 6 können zusammen mit dem zwischen den Lagerinnenringen 7, 8 eingefügten Distanzring 19 in das fertige Lagergehäuse eingeschoben werden, wobei der Trägerring 2 eine fluchtende Ausrichtung der Wälzlager sicherstellt. Der Trägerring 2 weist darüber hinaus in seiner Bohrung einen radial nach innen gerichteten Bund 29 auf, der die radiale Bewegungsfreiheit des Distanzringes 19 begrenzt, so daß die Welle 11 leicht zu montieren ist. Anstelle des Bundes 29 können selbstverständlich auch einzelne radial nach innen gerichtete Finger vorgesehen sein.It can be seen that the steel filament 3 on the plastic support ring 2 are pre-assembled before the creation of the bearing housing and consisting of the support ring 2 and the steel helix 3 unit can be inserted into the mold to create the complete bearing housing 1, so that no special Measures in the mold have to be taken. The roller bearings 5 , 6 can be inserted into the finished bearing housing together with the spacer ring 19 inserted between the bearing inner rings 7 , 8 , the carrier ring 2 ensuring an aligned alignment of the roller bearings. The carrier ring 2 also has a radially inwardly directed collar 29 in its bore, which limits the radial freedom of movement of the spacer ring 19 , so that the shaft 11 is easy to assemble. Instead of the collar 29 , of course, individual radially inwardly directed fingers can also be provided.
Es ist aber ebenso möglich, die Wälzlager 5, 6 sowie den Distanzring 19 schon vor dem Spritzgießen des Lagergehäuses 1 in die Bohrungen des Trägerringes 2 einzusetzen, so daß eine vormontierte Einheit, die aus fluchtenden, definiert beabstandeten Wälzlagern 5, 6, dem Distanzring, dem Trägerring 2 sowie der konzentrisch zu den Wälzlagern 5, 6 angeordneten Stahlwendel 3 besteht, unmittelbar in das Gießwerkzeug eingelegt werden kann. Da die Lagersitzbohrungen des Trägerringes 2 eine geringere Tiefe aufweisen als die Länge der Lageraußenringe 13, 14, werden die Lageraußenringe 13, 14 beim Einspritzen des Lagergehäuse-Kunststoffs unmittelbar in den Kunststoff eingebettet, wodurch ein besonders guter Sitz gewährleistet ist.However, it is also possible to insert the roller bearings 5 , 6 and the spacer ring 19 into the bores of the carrier ring 2 before the injection molding of the bearing housing 1 , so that a preassembled unit consisting of aligned, defined spaced roller bearings 5 , 6 , the spacer ring, the support ring 2 and the steel coil 3 arranged concentrically to the roller bearings 5 , 6 , can be inserted directly into the casting tool. Since the bearing seat bores of the carrier ring 2 have a smaller depth than the length of the bearing outer rings 13 , 14 , the bearing outer rings 13 , 14 are embedded directly into the plastic when the bearing housing plastic is injected, thereby ensuring a particularly good fit.
Das Flanschlagergehäuse der Fig. 2 weist einen modifizierten Trägerring 20 auf. Der Trägerring 20 ist an seinem umlaufenden Steg 21 mit axial federnden Abschnitten 22, 23 versehen, die durch jeweils eine umlaufende Radialnut 24, 25 gebildet werden. Das Lagergehäuse 26 weist hier an den Enden seiner Bohrung angeformte Schultern 27, 28 auf, von denen die Lageraußenringe 13, 14 umfaßt werden. The flanged housing of Fig. 2 has a modified carrier ring 20. The carrier ring 20 is provided on its circumferential web 21 with axially resilient sections 22 , 23 , which are each formed by a circumferential radial groove 24 , 25 . The bearing housing 26 here has shoulders 27 , 28 formed on the ends of its bore, of which the outer bearing rings 13 , 14 are encompassed.
Die aus Stahlwendel 3, Trägerring 20, Wälzlagern 5, 6 und Distanzring 19 bestehende, vormontierte Einheit wurde bei der Herstellung des Lagergehäuses in die Gießform für das Lagergehäuse 26 eingelegt und die Lagerringe wurden von den die Lager stirnseitig abdichtenden Teilen des Gießwerkzeuges axial soweit verschoben, bis die Lagerinnenringe 7, 8 am Distanzring 19 und die Lageraußenringe 13, 14 an den federnden Abschnitte 22, 23 zur Anlage kamen. Alle axialen Toleranzen der Wälzlagerringe und des Distanzringes sind dadurch eliminiert worden.The pre-assembled unit consisting of steel helix 3 , carrier ring 20 , roller bearings 5 , 6 and spacer ring 19 was inserted into the mold for the bearing housing 26 during the manufacture of the bearing housing and the bearing rings were displaced axially as far as possible by the parts of the casting tool which seal the bearings on the end face. until the bearing inner rings 7 , 8 on the spacer ring 19 and the bearing outer rings 13 , 14 on the resilient sections 22 , 23 came to rest. All axial tolerances of the rolling bearing rings and the spacer ring have been eliminated.
Mit einer solchen Gestaltung des Trägerringes läßt sich auch in einfacher Weise eine Anstellung der Lageraußenringe 13, 14 zu den Lagerinnenringe 7, 8 verwirklichen, wenn z. B. - wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt - die Lagerinnenringe von Sicherungsringen 9, 10 oder Anbauteilen auf der Welle 11 gehalten sind.With such a design of the support ring can also be a simple way of realizing the bearing outer rings 13 , 14 to the bearing inner rings 7 , 8 when z. B. - As shown in the embodiment of FIG. 1 - the bearing inner rings of retaining rings 9 , 10 or attachments are held on the shaft 11 .
In den beiden Ausführungsbeispielen ist die Erfindung zwar anhand von Flanschlagergehäusen erläutert worden, jedoch ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Erfindung bei anderen Gehäusen, wie z. B. Stehlagergehäusen, mit gleichem Erfolg anwendbar ist. Auch ist die Verwendung eines Gitternetzes oder einer ähnlichen Anordnung anstelle der Stahlwendel denkbar.The invention is true in the two exemplary embodiments has been explained using flange housing, however readily apparent that the invention in others Housings such. B. plummer block housings, with equal success is applicable. Also is the use of a grid or a similar arrangement conceivable instead of the steel helix.
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