DE69207800T2 - Lagerhalter für Wellenende mit U-Verbindung - Google Patents

Lagerhalter für Wellenende mit U-Verbindung

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lagerhalter, der sich besonders eignet zum lagern einer Universalgelenkwelle.
  • Bisherige Universalgelenke haben Wellenenden, von denen jedes in einer Lagerkappe mittels einer Mehrzahl von Nadellagern gelagert ist. Die Wellen rotieren über einen begrenzten Winkelbereich relativ zu der Lagerkappe wenn das Universalgelenk in Betrieb ist. Lagerhalterungen können mit diesen Lagern verwendet werden, um die Lagernadeln in richtiger Position während des Transportes zu halten. Bisherige Lager verwenden eine Mehrzahl von unterschiedlichen Typen von Lagerhalterungen, welche die Welle in der Lagerkappe während des Transportes nicht arretieren.
  • In dem US-Patent 2,976,091 ist ein Universalgelenk beschrieben, das folgende Teile aufweist, wenigstens eine Welle mit einem Außendurchmesser, die drehbar in einer Lageranordnung aufgenommen ist, wobei die Lageranordnung ein Gehäuse aufweist mit ersten und zweiten Enden und einer inneren Umfangsfläche, welche eine Gehäusebohrung mit einem ersten Bohrungsdurchmesser bildet, wobei ferner die Welle ein zylindrisches Wellenende hat, das sich in diese Gehäusebohrung von diesem zweiten Ende aus hineinerstreckt und sich nicht über das erste Ende hinauserstreckt, ferner mit Lagerelementen, die in der Gehäusebohrung aufgenommen sind und Einrichtungen an diesem ersten Ende des Gehäuses, um eine Bewegung der Lagerelemente über das erste Ende hinaus zu verhindern, und mit einem ringförmigen Lagerhalter, der angrenzend an die Lagerelemente eingebaut ist und auf einer Seite der Lagerelemente axial zum zweiten Ende hin beabstandet ist, um axial die Lagerelemente in der Gehäusebohrung zu halten, wobei dieser Lagerhalter eine innere Umfangsfläche besitzt, welche eine Lagerhalterbohrung mit einem zweiten Bohrungsdurchmesser bildet, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle.
  • Das zylindrische Wellenende sitzt mit Festsitz in der Lagerhalterbohrung.
  • Nach der Erfindung ist der Lagerhalter biegbar ausgebildet, so daß der Festsitz die innere Umfangsfläche der Lagerhalterbohrung zum ersten Ende hin verformt und der Lagerhalter auf der Welle blockiert wird, wobei das Universalgelenk ferner eine Dichtung aufweist, welche in das Gehäuse vom zweiten Ende aus eingepreßt ist auf einer Seite des Lagerhalters, der axial zum zweiten Ende beabstandet ist, um den Lagerhalter in dem Gehäuse zu befestigen und das Gehäuse auf der Welle zu halten.
  • Der Innenumfang des Lagerhalters erstreckt sich somit radial einwärts über den inneren Umfang der Lagerelemente hinaus. In dem Universalgelenk nach der Erfindung können die Lager auf der Welle gehalten werden unter Verwendung des Lagerhalters während des Transportes. Ferner bleibt der Lagerhalter in dem Gehäuse während des Betriebs der Universalwelle und braucht vor der Benutzung nicht entfernt werden
  • Der in dem Unviersalgelenk verwendete Lagerhalter nach der Erfindung hält die Lagerelemente in einer gewünschten Position während des Gebrauchs und verhindert, daß die Lagerelemente sich während des Gebrauchs berühren und die Dichtung beschädigen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Lagerhalter einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses, so daß ein Raum zwischen den beiden Teilen vorhanden ist. Der Lagerhalter kann somit mit der Welle in dem Lagergehäuse rotieren und kommt anderen Elementen der Lageranordnung nicht in die Quere. Die Welle ist vorzugsweise eine Kardan-Kreuzgelenkwelle. Die Welle rotiert effektiv nicht über 360º in dem Lager weshalb die Bezeichnung Drehung oder Rotation, wie sie hier verwendet wird, sich auf eine Bewegung der Welle über einen begrenzten Winkelbereich relativ zum Lagergehäuse beziehen kann. Das Universalgelenk nach der Erfindung hat jedoch Vorteile, die auch für andere Typen von Wellen einschließlich voll rotierender Wellen gelten.
  • In einem Verfahren zum Zusammenbauen einer Lageranordnung nach der Erfindung nimmt eine Lagerkappe eine Mehrzahl von Lagerelementen auf. Wahlweise kann ein Distanzelement in die Lagerkappe vor dem Einbau der Lagerelemente eingesetzt werden. Der Lagerhalter wird dann in der Kappe angeordnet und eine Dichtung wird eingesetzt, um den Lagerhalter zu befestigen. Danach wird eine Welle in die Kappe eingesetzt und der innere Umfang des Lagerhalters axial weiter in die Kappe hinein abgebogen. Der Lagerhalter arretiert das Wellenende wodurch die Lageranordnung auf der Welle befestigt wird.
  • Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
  • Figur 1 schematisch eine Ansicht eines Universalgelenkes mit dem Lager nach der Erfindung zeigt.
  • Figur 2 zeigt auseinandergezogen eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagers.
  • Figur 3 zeigt im Schnitt das Detail 3 nach Figur 1.
  • Figur 4 zeigt eine Vorderansicht eines Lagerhalters nach der Erfindung.
  • Figur 5 zeigt eine Ansicht ähnlich Figur 4 wobei jedoch eine zweite Ausführungsform des Lagerhalters dargestellt ist.
  • In Figur 1 ist eine Wellenlageranordnung 20 zur Halterung einer Universalgelenkwelle 22 dargestellt. Die Welle 22 hat ein Wellenende 24, das in einer Lagerkappe 26 aufgenommen ist, wobei eine Mehrzahl von Lagernadeln 28 drehbar das Wellenende 24 führen. Ein Distanzring 30 ist zwischen dem Kappenende 31 und den Lagernadeln 28 eingebaut. Ein Lagerhalter 32 ist im offenen Ende der Lagerkappe 26 angeordnet und hält die Nadeln 28 in gewünschter Position.
  • Der Halter 32 hat einen inneren Umfangsdurchmesser, der kleiner ist als der äußere Durchmesser des Wellenendes 24 und sitzt somit mit Preßsitz auf dem Wellenende 24. Der Außendurchmesser des Halters 32 ist kleiner als der Innenumfangsdurchmesser der Lagerkappe 26 wodurch ein Zwischenraum 36 gebildet wird, so daß der Halter 32 sich frei in der Lagerkappe 26 bewegen kann wenn das Wellenende 24 rotiert. Die Bezeichnung Rotation wird hier verwendet unter Bezug auf die normale Bewegung über einen begrenzten Winkelbereich, welche die Welle relativ zur Lagerkappe 26 während des Betriebs des Universalgelenkes ausführt. Das erfindungsgemäße Lager hat jedoch Vorteile, die auch für andere Lagertypen einschließlich voll rotierender Wellen gelten.
  • Eine Dichtung 34 ist in das offene Ende der Lagerkappe 26 eingepreßt und hält den Lagerhalter 32 in gewünschter Position. Der Halter 32 gewährleistet, daß die Lagerkappe 26 auf dem Wellenende 24 verbleibt insbesondere während des Transportes. Der Halter 32 gewährleistet ferner, daß die Lagernadeln 28 nicht in Kontakt mit der Dichtung 34 während des Transportes oder während des Gebrauches gelangen.
  • Figur 2 zeigt auseinander gezogen die Lageranordnung 20. Die Kappe 26 nimmt zunächst den Distanzring 20 auf, dann eine Mehrzahl von Lagernadeln 28 und dann den Lagerhalter 32. Der Halter 32 hat eine Mehrzahl von ausgerundeten Ausnehmungen 38 an einem Außenumfang, die es erlauben, daß Luft oder ein Schmierfluid sich zwischen den axialen Seiten des Halters 32 bewegt. Die Dichtung 34 wird eingesetzt und hält den Lagerhalter 32 innerhalb der Kappe 26. Das Wellenende 24 wird dann in die Lagerkappe 26 eingedrückt und sein Außenumfang wird in einen Festsitz im Innenumfang 40 des Halters 32 eingepreßt. Die Anordnung ist relativ einfach und kann mechanisch hergestellt werden.
  • Wie Figur 3 zeigt, wenn das Wellenende 24 in den Innenumfang eingedrückt wird, biegt sich der Lagerhalter 32 in die Position 42 ab, so daß er auf dem Wellenende 24 arretiert ist. Der abgebogene Halter 32 kann beschrieben werden als habe er eine kreisförmige konkave Umbiegung am Innenumfang 40. Wenn das Wellenende 24 rotiert relativ zur Lagerkappe 26, rotiert der Halter 32 mit der Welle. Da ein Zwischenraum 26 am Außenumfang des Lagerhalters 22 vorhanden ist, beeinflußt diese Rotation nicht die anderen Teile der Lageranordnung 20.
  • Figur 4 zeigt in Draufsicht den Lagerhalter 32 mit den ausgerundeten Ausnehmungen 38. Der Innenumfang 40 ist kleiner als der Außendurchmesser einer Welle, mit der zusammen der Lagerhalter verwendet wird.
  • Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Lagerhalters 44. Der Lagerhalter 44 hat eine Anzahl von kleinen Ausnehmungen 46 an seinem Außenumfang die einen Fluß eines Fluides zwischen seinen axialen Flächen ermöglichen.
  • Ein Lagerhalter zur Verwendung auf einer Welle mit einem Außendurchmesser von 16,74 - 17,0 mm (0,659 - 0,670 Zoll) kann einen Innendurchmesser zwischen 16,43 - 16,51 mm haben (0,647 - 0,650 Zoll). Ein so bemessener Lagerhalter hat vorzugsweise eine Breite von 0,51 - 0,64 mm (0,020 - 0,025 Zoll). Der Lagerhalter ist aus einem Kunststoff oder elastomeren Material hergestellt. Vorzugsweise wird Nylon verwendet. Besonders bevorzugt wird Nylatron (eingetragenes Warenzeichen). Die Dichtung ist vorzugsweise metallverstärkt. Die anderen Teile der Lageranordnung 20 bestehen aus bekannten Materialien.

Claims (6)

1. Universalgelenk mit wenigstens einer Welle (22), die einen Außendurchmesser hat, wobei diese Welle drehbar in einer Lageranordnung (20) aufgenommen ist, welche ein Gehäuse (26) hat mit ersten und zweiten Enden und einer inneren Umfangsfläche, die eine Gehäusebohrung mit einem ersten Bohrungsdurchmesser bildet, wobei die Welle (22) zylindrische Wellenenden (24) besitzt, die sich in die Gehäusebohrung vom zweiten Ende aus hineinerstrekken jedoch nicht über das erste Ende hinausverlaufen, ferner mit Lagerelementen (38), die in der Gehäusebohrung angeordnet sind und Einrichtungen (30, 31) am ersten Ende des Gehäuses, um eine Bewegung der Lagerelemente (28) über das erste Ende hinaus zu verhindern,
ferner mit einem ringförmigen Lagerhalter (32), der angrenzend an die Lagerelemente (28) und auf einer Seite der Lagerelemente (28) eingebaut ist mit axialem Abstand zum zweiten Ende, um die Lagerelemente (28) axial in der Gehäusebohrung zu halten, wobei ferner der Lagerhalter (32) eine innere Umfangsfläche (40) hat, welche eine Lagerhalterbohrung mit einem zweiten Bohrungsdurchmesser bildet, welche kleiner ist als der Wellenaußendurchmesser, wobei ferner das zylindrische Wellenende (24) mit Preßsitz in der Lagerhalterbohrung sitzt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhalter biegbar ausgebildet ist, so daß der Preßsitz die innere Umfangsfläche (40) der Lagerhalterbohrung zum ersten Ende hin verformt und den Lagerhalter auf der Welle arretiert, daß ferner das Gelenk eine Dichtung (34) aufweist, die in das Gehäuse (26) vom zweiten Ende aus hineingedrückt wird auf einer Seite des Lagerhalters (32), die axial beabstandet zum zweiten Ende ist, um den Lagerhalter (32) im Gehäuse (26) zu befestigen und das Gehäuse (26) auf der Welle (24) zu halten.
2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhalter (32) einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der erste Bohrungsdurchmesser, so daß ein Zwischenraum zwischen dem Lagerhalter (32) und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses vorhanden ist.
3. Universalgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Umfangsfläche des Lagerhalters (32) nicht-kreisförmig ausgebildet ist und daß die innere Umfangsfläche des Gehäuses (26) kreisförmig ausgebildet ist, so daß Zwischenräume zwischen der äußeren Umfangsfläche des Lagerhalters und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses vorhanden sind.
4. Universalgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (28) langgestreckte Lagernadeln sind.
5. Universalgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (26) napf-förmig ausgebildet ist mit einem offenen zweiten Ende und daß die Einrichtung zum Verhindern einer Bewegung eine geschlossene Fläche (31) am Gehäuse (26) am ersten Ende ist.
6. Universalgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhalter (32) aus einem elastomeren Material besteht.
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