DE671432C - Verfahren zur Herstellung eines Lagers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Lager für Wellen und dergleichen mit geringer Umdrehungsgeschwindigkeit bei kleiner Kraftübertragung und Verfahren zur Herstellung derartiger Lager. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die zu lagernde Welle oder dergleichen zunächst mit einer geteilt ausgebildeten, zweckmäßig aus elastischem bzw. federndem Material bestehenden Buchse umgeben und alsdann auf diese zusammen mit der eingeschlossenen Welle vor der Verfestigung verformbares Material, beispielsweise Kunstharz, durch Spritzen, Pressen oder Gießen in der Weise aufgebracht wird, daß sich die Buchse unter der Wirkung der hierbei auftretenden Kräfte dicht an die Welle anlegt und nach der Verfestigung der Bettungsmasse ihre Anlage beibehält. Das Verfahren kann so ausgebildet sein, daß die die zu lagernde Welle oder dergleichen umschließende Buchse so geteilt und der Zwischenraum zwischen der oder den Stoßstellen so groß gewählt ist, daß sich die Stoßstellen nach erfolgter Einbettung und Verfestigung der Bettungsmasse, also unter der Einwirkung der Bettungsdrücke, nicht oder nur ganz schwach berühren. Bei einem so hergestellten Lager ist es zweckmäßig, daß die Bettungsmasse und die Lagerbuchse aus sich abweisenden Werkstoffen bestehen. Zwischen der Buchse und dem zu lagernden Teil ist zweckmäßig ein Gleitmittel, vornehmlich Graphit, vorzusehen, um trotz der guten und festen Anlage der Buchse am Drehmittel eine leichte Drehung des letzteren zu ermöglichen. Eine erfindungsgemäß gelagerte Welle kann zur

Sicherung gegen Axialverschiebung in an sich bekannter Weise einen Bund besitzen Die die Welle nebst Lagerteilen einbettenden Werkstoffe können grundsätzlich gleichzeitig das Gehäuse, beispielsweise des Kernabgleichr mittels und der Hochfrequenzeisenkernspule, bilden. Die Lagerteile können so weit vorkragen, daß das Drehmittel, beispielsweise eine Welle, nicht mit den einbettenden verformbaren Stoffen in Berührung kommen.

Die Buchse kann mehrteilig so ausgebildet sein, daß die Lagerteile schwalbenschwanzförmig bzw. nach dem Schachtelprinzip ineinandergreifen.
Der Berührungsabstand der Lagerteile untereinander, also beispielsweise an den Stoßstellen, ist sehr klein zu wählen; er besitzt zweckmäßig die Größenordnung von ¹ bis Vioo mm.

Die Lagerbuchsteile bestehen zweckmäßig aus einem härtbaren Kunstharzstoff, wie beispielsweise Bakelite, und die Einbettungsmasse besteht zweckmäßig aus verformbaren Materialien, vornehmlich thermoplastischen Isoliermitteln, wie beispielsweise Harnsäurederivate, Phenoplaste, Aminoplaste und Kresölharze.

Das erfindungsgemäße Lager bildet eine körperliche Einheit in bezug auf die Lagerbuchse bzw. -schale in Ein- oder Mehrzahl mit den Lagerhalteteilen. Irgendeine nachträgliche Verschraubung, Verkeilung oder sonstige Zusammensetzungs- und Haltemaßnahme erfolgt nicht; das einmal hergerichtete Lager schließt von vornherein das zu lagernde Teil ein und ist nicht zerlegbar. Der erf orliche Lagerandruck wird durch die geeignete Materialwahl erreicht. Durch das Einbetten der vornehmlich aus Kunstharzprodukten bestehenden Lagerbuchsenteile in durch Pressen, Gießen oder Spritzen verformbares Material wird durch die Überführung der Bettungsmasse in den Gebrauchszustand, also durch das Erstarrenlassen oder das Sintern oder den Spritz- oder Preßdruck in die Lagerbuchsteile, eine Art Vorspannung gelegt, die einen guten Lagerpaßsitz bewirkt. Zu diesem Zwecke besitzen die Lagerbuchsteile an ihren Stoßstellen einen wenn auch äußerst geringen Abstand, der den Teilen beim Verformen der Bettungsmasse das erforderliche Nachgeben zum Zwecke der Erreichung des Lagerpaßsitzes ermöglicht. Ein nachträgliches Einschleifen, also Gängigmachen, des Lagers ist bei dieser Herstellungsmethode entbehrlich. Ferner ist das Einlagern bei jeder beliebigen Achsverkantung des zu lagernden Teiles ohne umständliche und kostspielige Hilfsmaßnahmen und -einrichtungen möglich. Insbesondere können auch kleinste Drehmittel einwandfrei imd äußerst billig gelagert werden, derart, daß praktisch ein axial oder radial gerichtetes Bewegungsspiel ausgeschlossen ist. Sehr wesentlich ist ferner der Umstand, daß einem zwischen dem zu drehenden Teil und den Lagerbuchsteilen vorgesehenen Gleitmittel, wie beispielsweise Graphit, zufolge der dicht umschließenden Bettungsmasse ein Entweichen aus dem Lager praktisch verwehrt ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch an Hand von verschiedenen Ausführungsformen zur Erleichterung des Verständnisses dargestellt. Sämtliche Abb. 1 bis 8 stellen Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäß hergerichteten Lagern dar.

In Abb. ι ist der einfache Fall angenommen, daß um eine Welle 1 zwei Lagerhalbschalen 2 und 3 gelegt sind, die beispiels- weise aus einem Kunstharzstoff bestehen. Zwischen den Stoßstellen der beiden Halbschalen 2 und 3 ist ein Abstand 4 in der Größenordnung von ¹Z₁₀ bis ¹I₁₀₀ mm gewahrt. Nach Auflegen der Halbschalen auf die, Welle ι wird die Bettungsmasse 5 ringsum aufgebracht, beispielsweise durch Einfügung der Welle 1 nebst Schalen 2 und 3 in eine Preßform, die mit thermoplastischem Isoliermittel in Pulverform gefüllt wird, woraufhin unter Druckanwendung und gegebenenfalls Anwendung erhöhter Temperatur eine starke Verfestigung dieses Isoliermittels bewirkt wird. Bei diesem Verfestigen werden die Lagerhalbschalen 2 und 3 zufolge der hohen Druckanwendung fest an die Oberfläche der Welle ι gedrückt, wodurch ein guter Lagerpaßsitz geschaffen wird.

In Abb. 2 finden an Stelle von zylindrischen Lagerhalbschalen Lagerwinkel 6 und 7 Anwendung. Der Herrichtungsvorgang kann der gleiche sein. Die Bettungsmasse 5 kann beispielsweise durch Einspritzen eines thermoplastischen Mittels in eine Spritzform fest auf die quaderartigen Lagerteile 6 und 7 aufgebracht werden.

Bei der Gestaltungsform nach Abb. 3 werden an Stelle von Lagerwinkeln Lagerplatten 8 bis 11 verwendet. Bei dieser Lösungsform besteht gegenüber derjenigen nach Abb. 2 noch der weitere Unterschied, daß die Stoßstellen der Lagerteile nicht stumpf ausgebildet sind, sondern stufenartig, wodurch erreicht wird, daß die Bettungsmasse beim Verformungsprozeß nicht in den Zwischenraum zwischen der Welle 1 und den Lagerteilen eindringen kann.

Dieses Prinzip ist bei der Gestaltung nach Abb. 4 beibehalten, wobei aber Halblagerschalen 12 und 13 ähnlich Abb. 1 Anwendung finden. Um ein Verdrehen der Lagerschale 12, 13 beim Drehen der Welle 1 innerhalb

der Bettungsmasse 5 auszuschließen, besitzen beim Beispiel der Abb. 4 die Lagerschalen am äußeren Umfange Kantenform.

Eine Variante zwischen den Lösungsformen nach den Abb. 1 und 4 ist in Abb. 5 ■ dargestellt. Das Lager besteht hierbei aus zwei zylindrischen oder fast zylindrischen Halblagerschalen 14 und 15, wobei die eine Schale die andere Schale teilweise umgreift, so daß mit \Oller Sicherheit jegliches Vordringen der Bettungsmasse 5 zur Lagerfläche während des Verformungsprozesses ausgeschlossen ist. An Stelle des Stoßfugenabstandes 4 gemäß den Abb. 1 bis 4 sind bei dieser Lösungsform zwei kanalartige Zwischenräume 16 vorgesehen, die durch die Stoßflächen der Halbschale 14 und der Gegenschale 15 gebildet werden.

In Abb. 6 ist der Fall behandelt, daß nicht nur eine glatte Welle 1 zu lagern ist, sondern daß eine derartige Welle auch in Axialrichtung fest gelagert sein soll. Zu diesem Zwecke besitzt die Welle einen Kragen 17, und die Lagerteile bestehen in diesem Fall aus topfartigen Halbschalen 18 und 19, die schachtelartig zusammensetzbar sind. Beide Halbschalen 18 und 19 lagern die Welle 1 einerseits in radialer Richtung und haltern sie andererseits in axialer Richtung zufolge des Aufsitzens auf dem Kragen 17. Beide Lagerteile 18 und 19 schließen einen Ringraum 16 ein, durch den beim Einbetten in die Isolieroder dergleichen Masse 5 die völlig dichte Anlage an den Kragen 16 gewährleistet ist. Um auch in radialer Richtung eine dichte Anlage an die Welle 1 zu erreichen, können die Schalen 18 und 19 ähnlich den Ausführungsformen nach den Abb. 1 bis 5 geteilt ausgebildet sein, derart, daß an den Stoßfugen ein kleiner Zwischenraum 4 in der Größenordnung von ¹J₁₀ bis 7ιοο ^mm vorgesehen ist.

In Abb. 6 ist noch der Fall dargestellt, wie sich ein Gleitmittel 20, beispielsweise Graphit, zwischen das zu lagernde Teil und die Lagerteile bequem einfügen läßt. Durch die Punktierung im Zwischenraum 16 ist angedeutet, daß auch dieser Raum, wenigstens teilweise, mit einem Gleitmittel ausgefüllt sein kann.

Die Lagerausbildung gemäß der Erfindung läßt die mannigfachsten Gestaltungsmöglichkeiten zu. So ist beispielsweise in Abb. 7 der Fall angenommen, daß eine Welle 1 nur um einen bestimmten Winkelbetrag geschwenkt werden soll, daß also an der Welle eine Nase 21 vorgesehen ist. In diesem Fall ist die eine Lagerschale 14, beispielsweise analog der Abb. 5, normal ausgebildet, während die andere Lagerschale 15' einen der Größe und dem Bewegungsspiel der Warze 21 angepaßten Innenhohlraum 22 besitzt.

In Abb. 8 ist noch der Fall angedeutet, daß die Lagerbuchse 23 nur aus einem Teil besteht, und zwar beispielsweise aus einer Zylinderbuchse, die aber einen Schlitz 4 von der Größe von etwa ¹Z₅₀ mm besitzt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Aufbringung der Bettungsmasse 5 aus Pfeilrichtung vorzunehmen, um zu verhindern, daß beim Verformungsprozeß, also beispielsweise beim Pressen oder Spritzen, Bettungsmasse sich zwischen die geschlitzte Buchse 23 und die Welle 1 einschiebt.

In Abb. 9 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für die Anwendung des erfindungs- gemäßen Lagers gegeben. Es möge sich hierbei um die Lagerung des Drehmittels für die Abgleichscheibe einer Hochfrequenzmasseeisenkernspule handeln. Das Gehäuse 5 dieser Spule kann hierbei direkt aus der Lagerbettungsmasse gebildet sein. Es kann beispielsweise aus Polystyrol bestehen. Die Abgleichscheibe 24 besitzt einen Gewindezapfen 25, der in eine Führungsbuchse 26 mit Innengewinde eingreift. Diese Führungsbuchse für den Gewindestift 25 besitzt einen Außenkragen 17 entsprechend der Gestaltung nach Abb. 6. Wenn die Führungsbuchse 26, beispielsweise unter Vermittlung des Schlitzes 27, gedreht wird und wenn die Abgleichplatte 9« 24 gegen Verdrehung gesichert ist, beispielsweise durch quadratische Ausbildung, so muß je nach. Drehrichtung die Abgleichplatte 24 sich heben oder senken. Bei Hochfrequenzeisenkernspulen mit Abgleichmitteln besteht die Notwendigkeit, das Bewegungsspiel innerhalb der Führung auf das geringstmögliche Maß zu tolerieren. Es ist daher notwendig, die Lagerung der Führungsbuchse 26 sehr gut auszuführen; andererseits müssen aber die Kosten für die Lagerausbildung auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben, da eine Hochfrequenzspule ein Massenartikel ist, der äußerst billig sein muß. Wenn die Führungsbuchse 26 nach Art der Stellung gemäß Abb. 6 gelagert wird, sind diese Forderungen erfüllt. Der Einfachheit halber sind daher in Abb. 9 die gleichen Bezugszeichen wie in Abb. 6 eingetragen, womit auch gleichzeitig angedeutet werden soll, daß die Lagerart nach Abb. 9 vollständig derjenigen nach Abb. 6 entsprechen kann, ohne aber damit wiederum zu sagen, daß nicht auch andere Lagerungsarten im Sinne der vielfachen Möglichkeiten im Rahmen der Erfindung zweckmäßig sind.

In Abb. 9 ist noch der Fall dargestellt, daß das zu lagernde Teil (im gezeichneten Beispiel die Führungsbuchse 26) vollständig von Lagerteilen umgeben ist. Zu diesem Zwecke besitzen die Lagerschalen 18 und 19 zylindrische Axialverlängerungen 28 und 29. Auf

diese Weise kommt das zu lagernde Teil mit der Bettungsmasse 5 überhaupt nicht in Berührung. Die Verlängerungen 28 und 29 brauchen keine Einheit mit den Lagerteilen 18 und 19 zu bilden; sie können auch als einfache Hülsen ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung eines

   ίο Lagers für Wellen u. dgl. mit geringer Umdrehungsgeschwindigkeit bei kleiner Kraftübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu lagernde umlaufende Welle o. dgl. zunächst mit einer geteilt ausgebildeten, zweckmäßig aus elastischem bzw. federndem Material bestehenden Buchse umgeben und alsdann auf diese zusammen mit der von ihr eingeschlossenen Welle vor der Verfestigung verformbares Material, beispielsweise Kunstharz, durch Spritzen, Pressen oder Gießen in der Weise aufgebracht wird, daß die Buchse .unter der Wirkung der hierbei auftretenden Kräfte sich dicht an die Welle anlegt und nach der Verfestigung der Bettungsmasse einerseits ihre Anlage an der Welle beibehält und andererseits durch die das Gehäuse bildende Bettungsmasse in der erzwungenen Lage festgehalten wird.
2. 2. Nach dem Verfahren gemäß An-Spruch ι hergestelltes Lager, dadurch gekennzeichnet, daß die die zu lagernde Welle o. dgl. umschließende Buchse so geteilt und der Zwischenraum zwischen der oder den Stoßstellen so groß gewählt ist, daß sich die Stoßstellen nach erfolgter Einbettung und Verfestigung der Bettungsmasse, also unter der Einwirkung der Bettungsdrücke, nicht oder ganz schwach berühren.
3. 3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettungsmasse und die Lagerbuchse aus sich abweisenden Werkstoffen bestehen.
4. 4. Lager nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle gegen Axialverschiebung in an sich bekannter Weise einen Bund besitzt.
5. 5. Lager nach Anspruch 2 und/oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Welle nebst Lagerteilen einbettenden Werkstoffe gleichzeitig das Gehäusebilden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen