DE810449C - Stossfeste Zapfenlagerung - Google Patents

Description

• Stoßfeste Zapfenlagerung Bei der Lagerung einer Welle ist der eigentliche Lagerzapfen, der in einem Gleitlager laufen oder auch ein Wälzlager tragen kann, im Durchmesser meistens kleiner als die Welle selbst.
• Die Übergangsstelle von der dicken Welle zum vergleichsweise dünnen Zapfen ist insofern eine Schwachstelle, als hier besonders bei wechselnder oder stoßweiser Belastung Dauerbrüche auftreten. Meistens ist diese Stelle am höchsten gefährdet, da hier das größte Biegemoment des Zapfens entsteht. Es ist bekannt, daß bei einer plötzlichen Querschnittsveränderung, wie sie ja beim Abdrehen einer Welle auf den Zapfendurchmesser entsteht, Kerbwirkung auftritt. Durch Abrundungen, Entlastungskerben usw. kann man gewisse Verbesserungen erzielen.
• Daß man allein durch diese Maßnahmen nicht immer zum Ziel kommen kann, zeigt die Stoßempfindlichkeit der Unruhlagerung von Uhren und der Schwingspullagerung elektrischer Meßgeräte. Zur Verringerung der Lagerreibung ist hier der Durchmesser des Lagerzapfens meist sehr klein (etwa o,i mm), so daß sich ein großes Verhältnis zwischen Wellen- und Zapfendurchmesser ergibt (Größenordnung io : i), wodurch Spannungsanhäufungen und Steigerung der Kerbempfindlichkeit entstehen. Es ist bekannt, durch federnden Einbau der Lager bzw. Lagersteine die Stöße abzufangen und dadurch das Meßgerät stoßfester zu machen. Die Lösung erfordert aber eine teure und komplizierte Konstruktion.
• Ein anderer Vorschlag besteht darin, einen dünnen Stahldraht beidseitig einzuspannen und die eigentliche Welle als Hohlwelle auf dem gespannten Draht laufen zu lassen. Diese Konstruktion ist ebenfalls kompliziert. Sie macht in den meisten Fällen eine völlige Umkonstruktion erforderlich und ergibt große Reibung bei axialer Belastung.
• Bei dem Gegenstand nach der Erfindung wird zwar auch eine Hohlwelle und eine Drahtseele aus hochelastischem, hartem Material benutzt, im Gegensatz zu bekannten Ausführungen wird die Seele jedoch mit der Hohlwelle fest verbunden. Der Durchmesser der Seele wird so bemessen, daß die aus der Hohlwelle herausragenden freien Enden ohne wesentliche Bearbeitung direkt als Lagerzapfen dienen. Hierdurch werden die Kerbwirkung bzw. auch die Spannungsanhäufungen weitgehend verhindert. Eine Welle dieser Art kann auch ohne jede Änderung an den Lagern auf dem Austauschweg eingebaut werden.
• Bei einer nach diesem Verbundverfahren hergestellten Unruhwelle, bei der als Seele gezogener Stahldraht von 1/1o mm 0 und etwa ioo kg/mmE Zugfestigkeit benutzt wurde, lassen sich die Zapfen bis zu 3o Grad zur Seite drücken, ohne abzubrechen oder zu verbiegen. Bei einer gleichdimensionierten Welle aus Stahl mit angedrehten Zapfen führt der gleiche Versuch schon bei einigen Grad zu Bruch oder Verbiegung, je nach Härtung des Materials.
• Die Wirkung bleibt erhalten, wenn die Lagerzapfen zur Verbesserung von Rundlauf oder Oberflächengüte in geringem Maß nachgeschliffen werden müssen. , Da das Ausbohren von Massivwellen zur Aufnahme der Drahtseele in der Herstellung teuer kommt, ist nach der Erfindung vorgesehen, gezogenes Rohr zu benutzen, in das die Seele eingeschoben werden kann. Die Befestigung der Seele im Rohr erfolgt durch Ziehen des Rohres, wodurch dieses sich im Durchmesser verringert und hierbei die Drahtseele festsetzt.
• Bei sehr dünnen Drahtseelen und bei der Herstellung von Meterware, die bei der Herstellung von Wellen auf Automaten vorteilhaft ist; kann es schwierig werden, beim Einschieben der Drahtseele ein Ausknicken derselben zu verhindern. Nach der Erfindung werden dann zwei sich drehende, unter Federdruck stehende Rollen benutzt, die den dazwischenliegenden Draht transportieren. Das an seinem Ende etwas aufgedornte und der Rollenform entsprechend zugespitzte Rohr kann so nahe an die Rollen herangebracht werden, daß ein Ausknicken nicht möglich ist.
• Fig. i zeigt eine Zapfenlagerung nach der Erfindung. a ist die Hohlwelle, deren äußere Form den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden kann, b ist die Drahtseele mit den Zapfen c, die sich in den feststehenden Lagern d drehen.
• Fig. 2 zeigt zwei unter dem Druck der Feder i stehende Rollen 2 und 3, die eine Rille 4 haben können. In der Rille 4 läuft vorzugsweise der Draht 5, der in das Rohr 6 beim Drehen der Rollen in Pfeilrichtung eingeschoben wird. Das . Ende des Rohres 6 ist so aufgedornt und zugespitzt, daß es sehr nahe an die Rollen herangebracht werden kann, so daß das Einschieben leicht möglich ist.
• Neben dem betriebstechnischen Vorteil der Stoßfestigkeit ergibt dieses Material noch den herstellungsmäßigen Vorteil kürzerer Bearbeitungszeiten dadurch, daß die harte Seele das umgebende weiche Hüllenmaterial stützt. Dies ist besonders für die Herstellung sehr dünner Zapfen wichtig, wo die Schnittgeschwindigkeit gesteigert . werden kann. Der letzte Span fällt gewissermaßen als weiche Hülle von der harten Seele ab.
• Vorteile nach der Erfindung treten natürlich auch dann auf, wenn die Seele nicht durchgehend ist, sondern nur etwa ein kurzes Stück eingelassen ist und dann durch bekannte Maßnahmen, wie Schrumpfen usw., mit der Welle fest verbunden wird, oder wenn das Radiallager so schmal ist, daß die Lagerung eher als Spitzenlager anzusprechen ist.

Claims (3)

1. PATEN TANSPRLCiIE: i. Stoßfeste Zapfenlagerung, bestehend aus einer Hohlwelle mit einer durchgehenden oder unterbrochenen Seele aus hochelastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle mit der Seele durch Ziehen, Schrumpfen oder ähnliche bekannte Maßnahmen fest verbunden wird und daß die Seele so dünn bemessen wird, daß sie ohne wesentliche Nachbearbeitung direkt als Lagerzapfen dienen kann.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Hohlwelle gezogenes Rohr benutzt wird und daß die Befestigung der Seele im Rohr durch noch= maliges Ziehen des Rohres erfolgt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der Seele in das Rohr durch zwei aufeinandergepreßte, drehbare Rollen erfolgt, an die das Rohr zur Verhinderung des seitlichen Aus- knickens nahe herangebracht werden kann.