DE8514738U1 - Lager - Google Patents

Description

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17. Mai

Dipi.-lng. W. Dahlke
Dipl.-Ing. H.-J. Lippert

Patentanwälte
Frankenforster Straße 137
Bergisch Gladbach 1

igus Spritzgußteile für die

Industrie GmbH

5060 Bergisch Gladbach 2

1985

D/Ma

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Lager

Die Erfindung betrifft ein Lager, das einen starren, zusammenhängenden Außenring zum Einsetzen in eine Werkstückbohrung und mit dem Außenring verbundene, von diesem einwärts ragende Vorsprünge umfaßt, die gemeinsam ein Lager für eine Welle bilden.

Durch die DE-OS 21 03 830 ist ein kombiniertes Druck-Radiallager der vorgenannten Art bekanntgeworden. Dort sind die massiven Vorsprünge radial einwärts gerichtet und, abgesehen von einer gewissen Werkstoffelastizität, nicht nachgiebig.

Sofern ein solches Lager eine hochtourig laufende Welle lagert und dazu noch schlechte Schmierverhältnisse vorliegen, entwickeln sich dabei höhere Temperaturen, die, je nach Art der verwendeten Werkstoffe, dazu führen, daß die Lagertoleranzen entweder zu klein oder zu groß werden, so daß das Lager entweder festfrißt oder aber zu locker wird.

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Durch die DE-PS 214 313 ist dann ein federndes Halsläger bekanntgeworden, bei dem zwischen dem

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Außenring und einem die Welle lagernden starren Innenring ein gefaltetes Band eingelegt ist, das dem Lager insgesamt eine gewisse Elastizität gibt, aber ebenfalls wegen der starren Ausführung des Innenringes bei übermäßiger Erwärmung infolge hoher Drehzahlen oder schlechter Schmierung seine Lagertoleranzen ändert.

Sodann ist ein hydrodynamisches Strömungsmittella-

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bekanntgeworden, die sich relativ zueinander bewegen und einen Abstand voneinander aufweisen. Dabei (\ sind mehrere elastische, einander überlappende Lagerfolien vorgesehen, die vom äußeren Lagerteil etwa spiralförmig einwärts vorstehen und vor der Entstehung des Schmierkeiles und zusätzlich dazu eine gewisse Positionierung der Welle bewirken. Dieses Lager ist dann gemäß DE-PS 27 23 170 zu einem Folienlager weiterentwickelt worden, bei dem auf die Verwendung eines Schmiermittels, das im Betrieb einen Schmiermittelkei1 bildet, verzichtet wird. Bei diesem Folienlager berühren die Enden der Folien die Oberfläche der Welle und bilden gemeinsam ein Lager für diese. Da es sich aber zeig- ^te» daß dieses mit dünnen Folien ausgestattete Lager im Betrieb zu instabil war, sah man sich gezwungen, zusätzliche Verstärkungen für die einzelnen Folien anzubringen.

Dadurch sollten insbesondere unerwünschte Schwingungen im Betrieb vermieden werden*

Der Erfindung liegt gegenüber diesen bekannten Lagern die Aufgabe zugrunde, ein Lager der genannten gg Art so auszubilden, daß es auch bei hohen Betriebs-

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temperaturen, beispielsweise infolge hoher Drehzahlen und/oder schlechter Schmierverhä'ltnisse, eine gleichbleibend gute Lagerang der Welle gewahrlei^ stet. Dabei soll dieses Lager wesentlich einfacher im Aufbau und folglich auch billiger in der Herstellung sein, als die vorstehend beschriebenen bekannten Lager.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ^Hr> daß das L s ⁿ e r aus Kunststoff besteht; d 3 ß die Vorsprünge zwei oder mehr, einstückig mit dem Außenring ausgebildete Arme sind, deren freie Enden mit ( , ihren radial einwärts weisenden Flächen eine kreiszylindrische Hüllfläche bilden, deren Durchmesser gleich dem Solldurchmesser der zu lagernden Welle oder geringfügig kleiner als dieser ist, und daß die Arme Abstände von der Innenfläche des Außenringes haben.

Die Herstellung des Lagers aus Kunststoff in einem einzigen Stück ermöglicht eine außerordentlich günstige Preisgestaltung. Andererseits kann man zwar, insbesondere bei Verwendung gewisser Kunststoffe, für die Lagerung von Wellen aus Stahl oder derglei-

chen auf eine Schmierung verzichten. Dennoch wird ^ aber im Betrieb, insbesondere bei höheren Drehzah

len, soviel Reibungswärme erzeugt, daß diese nicht schnell genug von der Welle abgeführt werden kann und eine erhebliche Erhöhung der Temperatur an der Grenzfläche bewirkt. Da nun die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Kunststoffe durchweg größer als die von Stahl oder anderen metallischen Werkstoffen sind, die für Wellen gemeinhin verwendet werden, würde eine Erhöhung der Lagertempera- tür zur Folge haben, daß sich die Arme von der WeI-

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le abheben* Sofern man dagegen die Arme sehr dick wählt* würden sich diese ggfs* in radialer Richtung stärker ausdehnen als die WeIIe₄ so daß dadurch der radiale Druck auf die Welle vergrößert wird.

Um in jedem Falle ein Abheben der Arme von der Welle mit Sicherheit zu verhindern, bilden deren freie Enden mit ihren radial einwärts weisenden

Flächen eine etwa kreiszylindrische Hüllfläche.

deren Durchmesser gleich dem Solldurchmesser der

zu lagernden Welle oder geringfügig kleiner als

() dieser ist. Im letzteren Falle wird also die Welle

beim Einbringen für ein Auseinanderbiegen der Arme sorgen, die dann mit ihren gekrümmten Enden unter Vorspannung auf der Welle aufliegen.

Bei Kenntnis der zu erwartenden Betriebsbedingungen kann man das Untermaß der Hüllfläche gegenüber dem WeI1endurchmesser und damit die Vorspannung des Lagers so wählen, daß auch in kritischen Betriebszuständen kein Abheben der Arme von der Welle erfolgt. Vielmehr wird lediglich die Vorspannung, mit der die Arme radial gegen die Oberfläche

, 25 der Welle drücken, entsprechend verkleinert oder

*" im umgekehrten Falle vergrößert.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Lagers besitzen die Arme Abstände von der Innenfläche des Außenringes, so daß ihre Ausbiegung in Richtung auf den Außenring hin ohne weiteres möglich ist. Man wird diese Abstände jeweils entsprechend den vorliegenden Abmessungen des Lagers und den zu erwartenden Betriebsbedingungen wählen, was durch wenige einfache Vorversuche geschehen kann.

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1 An sich genügt es, zwei Arme zu verwenden, die dann die Welle afi zwei diametral gegenüber!iegen- » den Stellen über einen gewissen Umfang hinweg umgreifen und lagern.

Die Verwendung von drei Armen ist unter Umständen gUnstiger. Die Verwendung von vier und noch mehr Armen ist grundsätzlich möglich, mag aber unter Umständen die Formkosten zur Herstellung des La-¹I ng gers unnötig vergrößern.

J Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Arme an den

it I Γ") Innenkanten ihrer Stirnseiten abgefchrägt sind.

I Diese Abschrägungen sollen ein Einschieben der WeI-

1 15 Ie erleichtern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:

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Fig. 1 eine Stirnansicht auf ein erfindungsgemäßes Lager mit drei Armen·.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II 25 in Fig. 1 mit eingesetzter Welle und

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Lager mit zwei Armen.

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I Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Lager be-

I* steht aus Kunststoff und umfaßt einen starren, zusammenhängenden Außenriag 1, von dem drei Arme 2a, I 2b und 2c schräg einwärts vorstehen. Diese Arme

I 35 sind an ihren freien Enden und in der Nähe dersel-

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ben so gekrümmt, daß sie gemeinsam eine kreiszylindrische Hüllfläche 4 bilden, deren Durchmesser etwas kleiner als der der einzubringenden Welle 6 ist. Infolge der Natur des verwendeten Kunststoffs und der relativ dünnen Ausbildung der Arme können diese relativ leicht in radialer Richtung elastisch verbogen werden. Sie liegen unter Vorspannung an der Welle 6 an, geben aber, sofern eine Änderung der Lagertemperatur eintritt, nach außen nach bzw. bewegen sich noch weiter radial einwärts, ohne den Kontakt mit der Welle zu verlieren.

( An den Stirnseiten 8 der Arme sind die Innenkanten

7 abgeschrägt, wie in Fig. 2 dargestellt. Dadurch wird das Einschieben einer Welle erleichtert.

Fig. 3 zeigt ein ähnlich ausgebildetes Lager mit zwei Armen 12a und 12b, die von dem Außenring 11 einwärts vorstehen und die Welle 6 umfassen.

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Claims (2)

I··· ft · · · ft · ■ ·· ft · ft · · ft · 0· III Dipl.-lng. W. Dahlke Dipl.-lng. H.-J. Lippert Patentanwälte 17. Mai 1985 D/Ma Frankenforster Straße 137 Bergisch Gladbach 1 igus Spritzgußteile für die Industrie GmbH Bergisch Gladbach 2 Ansprüche ίο c

1. Lager, das einen starren, zusammenhängenden () Außenring zum Einsetzen in eine Werkstückbohrung und mit dem Außenring verbundene, von diesem einwärts ragende Vorsprünge umfaßt, die gemeinsam ein Lager für eine Welle bilden, dadurch Cj ekennzeichnet, daß das Lager aus Kunststoff besteht, daß die Vorsprünge zwei oder mehr, einstückig mit dem Außenring (1; 11) ausgebildete Arme (2a, b, c; 12a, b) sind, deren freie Enden mit ihren radial einwärts weisenden Flächen eine kreiszylindrische Hüllfläche (4) bilden, deren Durchmesser gleich dem SoIldurchmesser der zu lagernden Welle (6) oder ₍ 25 geringfügig kleiner als dieser ist, und daß die

Arme Abstände von der Innenfläche (9) des Außenringes (1; 11) haben.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (2a, b, c;

12a, b) an den Innenkanten (7) ihrer Stirnseiten (8) abgeschrägt sind.

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