DE8911391U1

DE8911391U1 - Lageranordnung für eine drehbare Welle

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Publication number: DE8911391U1
Application number: DE8911391U
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1989-11-02

Description

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Süddeutsche Kühlex'fabrik Julius Fr. Sehr GabH & Co, KG, 5

Mauserstraße 3, D-7000 Stuttgart 30

Lageranordnung für eine drehbare Welle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für eine drehbare Welle der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Bei der Herstellung von Kunststoffteilen ist es sehr schwierig, präzise Maße einzuhalten, so daß insbesondere die großseriengerechte Herstellung von passgenauen Lagern nicht möglich ist. Auch wenn die Spritzgußwerkzeuge bezüglich der Teilemaße präzise sind, so ist doch aufgrund des verwendeten Werkstoffs, nämlich Kunststoff, diese Präzisision nicht am abgespritzten Teil vorhanden. Sofern die Welle gegenüber dem Lagerdurchmesser ein Untermaß aufweist, ist die Lagerung schlecht, weil keine definierte Führung vorhanden ist und es ist keine Selbsthemmung vorhanden, so daß sich die Teile auch ungewollt relativ zueinander bewegen können. Sofern man die Teile mit einem entsprechenden Übermaß auslegt, kann es leicht zum Verklemmen

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kommen oder es ist ein so großes Reibmoment vorhanden, daß die Verstellung (in diesem Fall die Drehung) der W-sile nur mit großer Krafteinwirkung möglich ist.

Es ist daher dia Aufgabe ier vorliegenden Erfindung, eine Lageranordnung der eingangs genannten Gattung derart auszugestalten, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lageranordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist der Kerngedanke darin zu sehen, daß das Lager in radialer Richtung eine Elastizität aufweist, die die Fertigungstoleranzen ausgleicht und somit stets eine spielfreie Lagerung mit eineis definierten Drehmoment ermöglicht.

Eine erste Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß sich die Schlitze über die gesamte axiale Länge des Lagers erstrecken. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die ZaM der Schlitze auf ein Minimum zu reduzieren, im Extremfall wird daher ein einziger Schlitz bereits ausreichen, um eine ausreichende Elastizität zu erzeugen. Eine alternative AusfUhrungsform besteht darin, daß mehrere Schlitze vorgesehen sind, die sich Über einen Teil der axialen Gesamtlänge des Lagers erstrecken, wobei einige Schlitze von einer Seite des Lagers beginnend <tnd einige Schlitze von der anderen Seite beginnend, angeordnet sind. Die Länge der Schlitze ist dabei so groß, daß sie weit über die Hälfte der Gesamtlänge des Lagers reichen, so daß diese über eine bestimmte Länge parallel zueinander angeordnet sind. Die Schlitze werden vorzugsweise Übet den Kraisumfang gleichmäßig verteilt angeordnet, so daß auch die radiale Aufweitung, Über &aacgr;&Agr;&eegr; Umfang verteilt, gleichmäßig erfolgt und keine partielle und damit zu hohe Kraftbeaufschlagung auftritt.

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Eine weitere Ausgestaltung der Lageranordnung besteht darin, daß zwei Lagerflächen in einem axialen Abstand angeordnet sind und der Innendurchmesser der Lagerflächen dem Durchmesser der Welle entspricht, bzw. geringfügig kleiner ist. Durch diese Maßnahme wird die wirk same Lagerfläche auf ein für die Funktion ausreichendes Maß reduziert und durch den Abstand A der Lagerflächen

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eireiuiii/, uaia aui uie neue ciiiwiikciiuo vuciKiai oc KCJ.- ne Auswirkung haben. Zur Erhöhung des Drehmomentes kann die Innenwandung des Lagers partiell einen geringeren Radius besitzen als das Maß des Radius der Welle. Hierzu eignet sich beispielsweise ein am Lager radial nach innen gerichteter Wulst, der sich über einen ringsegmentartigen Abschnitt erstreckt. Alternativ dazu oder gegebenenfalls auch zusätzlich kann auch eine radial nach innen gerichtete Erhebung vorgesehen sein, die sich über einen ringsegmentartigen Abschnitt erstreckt. Werden sowohl ein Wulst als auch eine Erhebung vorgesehen, so sind diese vorzugsweise an sich gegenüberliegenden Abschnitten der Ringform anzuordnen.

Es ist von Vorteil, die Welle in axialer Richtung in dem Lager zu fixieren. Diese Mittel umfassen zweckmäßigerweise auf der einen Seite einen Ringbund und auf der anderen Seite einen nockenartigen Vorsprung, zwischen denen sich das Lager befindet. Zur leichten Montage einer Welle mit der genannten Axialfixierung ist es von Vorteil, daß eine in axialer Richtung verlaufende Nut an der Innenwandung des Lagers angeordnet ist, die sich zur Lagerachse konisch verjüngend von einem Ende des Lagers bis annähernd zum anderen Ende erstreckt. Die tangentiale Breite der Nut entspricht dabei der Breite des Vorsprungs an der Welle.

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Die erfindungsgemäße Lageranordnung eignet sich für unterschiedliehe Ausgestaltungen der Gehäusewand, wobei auch der Winkel, unter -'em die Lagerachse zu der Gehäuseebene verläuft, in gewissen Grenzen frei wählbar ist, wobei vorzugsweise dieser Winkel 50° ist.

Auführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lagers sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Lagers mit angrenzenden Gehäuseteilen;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1;

Fig. 3- eine zweite Ausführungsform des Lagers

mit Mitteln Zur Drerimömenfcbeeinfiussung;

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform c!es Lagers mit montierter Welle;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in

Fig. 5, jedoch ohne Welle;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in

Fig. 5.
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In Fig. 1 1st ein Ausschnitt eines Gehäuseteils 1 aus Kunststoff gezeigt mit einem etwa orthogonal zur Gehäusewand verlaufenden, im wesentlichen zylindrischen Lager 2. Während auf der in Fig. 1 linken Seite des Lagers 2 das Gehäuse als einfache Kunststoffwand ausgeführt ist, besteht das Gehäuse auf der rechten Seite des Lagers 2 als Doppelwand 3a und 3b. Die Anordnung und Form des Lagers ist jedoch völlig unabhängig von der Gestaltung der Gehäusewand. In dem zylindrischen Lager 2 sind in axialer Richtung verlaufende Sehlitze 4 und 5 angeordnet, wobei sich die Schlitze 4 vom oberen Rand ausgehend und die Schlitze 5 vom unteren Rand ausgehend erstrecken und eine solche Länge besitzen, daß sich die Schlitze 4 und 5 über eine Länge L parallel zueinander erstrecken. Aufgrund dieser Anordnung von Schlitzen besitzt das zylindrische Lager 2 in radialer Richtung eine gewisse Elastizität, durch die ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen und eine kurzzeitige Dehnung zum Zwecke der Montage der Lagerwelle mit Abschnitten, die ein Übermaß aufweisen, möglich ist.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Lager 2, gemäß dem Pfeil II in Fig. 1. Aus dieser Darstellung ist ersichtlieh, daß auf den Kreisumfang des Lagers 2 gleichmäßig verteilt vier Schlitze 4 angeordnet sind. Die von der Unterseite in Fig. 1 beginnenden Schlitze 5 sind mit gestrichelten Linien dargestellt, wobei lediglich zwei Schlitze 5 vorgesehen sind, die sich diametral gegenüberliegen. Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, befindet sich das Lager 2 nahezu vollständig im Bereich des einfach ausgeführten Wandteils 1 und grenzt lediglich mit seinem rechten Rand an die Doppelwand 3a. Die Anzahl der Schlitze 4 und 5 und die axiale Länge der Schlitze kann je nach Bedarf festgelegt werden, wobei aus Gründen der einfacheren Werkzeuggestaltung eine

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möglichst geringe Anzahl von Schlitzen anzustreben ist. Im Extremfall wird ein einziger Schlitz ausreichen, der dann jedoch über die gesamte axiale Länge des Lagers 2 reicht.
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In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Lagere 12 dargestellt, wobei sich die Achse 13 des Lagers in einem schiefen Winkel zur Richtung einer Gehäüsewand

11 erstreckt. Das Lager 12 hat im wesentlichen eine zylindrische Form und besitzt Schlitze 11, die über die gesamte axiale Länge des Lagers 12 reichen. Ein in der Fig. 3 links dargestellter Abschnitt 12' des Lagers 12 besitzt an seinem oberen und unteren Rrnd einen jeweils radial nach innen gerichteten Wulst 15, der sich nur über einen Kreisabschnitt des zylinderförmigen Lagers

12 erstreckt. Die Wülste 15 reduzieren in diesem Kreissegment den eigentlichen Durchmesser des Lagers di auf den reduzierten Durchmesser d^_x. Da somit die Pressung zwischen Lagerwelle und Lagerschale im Bereich der Wülste 15 größer ist als im Bereich des Durchmessers d^, wird das Drehmoment erhöht. Derselbe Zweck kann auch erreicht werden mit radial nach innen gerichteten Erhebungen 16, die im mittleren Abschnitt der Gesamtlänge des Lagers 12 angeordnet sind, wie dies beispielsweise aus dem in Fig. 3 rechts dargestellten Abschnitt 12'' des Lagers 12 ersichtlich ist. Auch in .1:!iseni Fall erstrecken sich die Erhebungen 16 über einen Kreisringabschnitt, so daß der reduzierte Durchmesser nur in einem Ringsegment wirksam wird. Gegebenenfalls können in einem Lager 12 wahlweise Wülste 15 oder Erhebungen 16 oder auch beide Anordnungen kombiniert vorgesehen werden.

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Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Lager 12 gemäß Pfeil IV in Fig. 3- Aus dieser Anordnung ist ersichtlich, daß das Lager 12 vier Schlitze 14 besitzt und somit das Lager 12 in vier etwa 90° umfassende Ringabschnitte unterteilt ist. Am Abschnitt 12' befindet sich der radial nach innen gerichtete Wulst 15 und am Abschnitt 12'^c ist die Erhebung 16 angeordnet. Die zwischen dem Abschnitt 12· und dem Abschnitt 12'' verbleibenden Abschnitte des Lagers 12 besitzen glatte teilzylindrische Flächen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der in einer Gehäusewand 21 das Lager 22 schräg angeordnet ist, ähnlich wie dies in Fig. 3 be reits gezeigt wurde. Das Lager 22 besitzt zwei In axia lem Abstand A zueinander angeordnete Lagerflächen 23, die sich somit jeweils an den Enden des Lagers 22 befinden. Zwischen den Lagerflächen 23 ist das Lager 22 im Abstand A mit einem größeren Innendurchmesser verse hen, so daß dieser Abschnitt an der Lagerung und Füh rung nicht beteiligt ist. In dem Lager 22 befindet sich eine drehbare Welle 25, die zumindest in den Abschnitten der Lagerflächen 23 einen Durchmesser D aufweist, der dem Innendurchmesser des Lagers 22 im Bereich der Lagerflächen 23 entspricht. An der Unterseite des Lagers 22 lipsgt ein radialer Bund 26. Die Welle 25 besitzt an der Mantelfläche direkt über dem Lager 22 einen nockenartigen Vorsprung 27, der bei Drehung der Welle 25 auf der Oberkante des Lagers 22 entlangglei tet. Der radiale Bund 26 und der Nocken 27 bilden somit eine axiale Fixierung der Welle 25 im Lager 22.

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In Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 gezeigt, jedoch ohne die Welle 25. In dem Lager 22 befinden sich zwei über die gesamte Länge reichende Schlitze 24, allerdings ist aus der Darstellung in Fig. 6 nur einer dieser Schlitz® ersichtlich, Am oberen und am unteren Rand des Lagers befinden sich jeweils die Lagerf3 ächen 23» In dem Lager 22 ist eine schräg *2 laufende iiut 28 angeordnet, die an der Unterseite beginnt und sich zunehmend verjüngend zu der Oberseite erstreckt. Die iiut 28 dient dazu, den in Fig. 5 dargestellten nockenartigen Vorsprung 27 während des Montagevorgangs zu führen und eine allmähliche Aufweitung des Lagers 22 zu erreichen, bis der Vorsprung 27 die Oberkante des Lagers 22 hintergreift. Dann federt das Lager 22 zurück, so daß die obere Lagerfläche 23 über den gesamten Umfang an der Welle 25 anliegt.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß zwei Schlitze 24 vorgesehen sind, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Um etwa 90° versetzt zu den Schlitzen 21 ist die Nut 28 angeordnet, deren tangentiale Erstreckung B der Breite des Vorsprungs 27 entspricht. Die Breite des Vorsprungs 27 ist wesentlich größer gewählt als die Breite der Schlitze 24, damit ein Durchrutschen des Vorsprungs 27 durch die Schlitze 24 verhindert wird. Mit X ist die Linie bezeichnet, nach der die Darstellung in Flg. 6 gezeigt ist.

In den Ausführungsbeispielen sind alle Sehlitze 4, 5, 14, 24 exakt axial verlaufend dargestellt. Alternativ können Jedoch die Schlitze auch gekrümmt verlaufend ausgeführt sein, wodurch allerdings das Werkzeug zur Herstellung komplizierter wird.

Claims

Lageranordnung für «ine drehbare Welle mit eiß^a» aus Kunststoff bestehenden und eine Gehäusewand durchsetzende«, %-.bindest annähernd zylindrischen Lager, in dem die Vilie geführt ist, dadurch g e k t &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; it, daß in dem Lager (2, 12, 22) mindestens rln im wesentlichen axial verlaufender Schlitz (4, 5, 14, 24) angeordnet ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (14, 24,) über die gesamte axiale Länge des Lagers (12, 22) erstrecken.

Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Schlitze (4, 5) vorgesehen sind, die sich über einen Teil der axialen Gesamtlänge des Lagers erstrecken, wobei einige Schlitze (4) von einer Seite des Lagers (2) beginnend und einige Schlitze (5) von der anderen Seite beginnend angeordnet sind und die Länge der Schlitze (4, 5) so groß ist, daß diese über eine bestimmte Länge (L) parallel zueinander angeordnet sind.

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4. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4, 5, 14, 24) über den Kreisumfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

5. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagerflachen (23) in einem axia- len Abstand (A) angeordnet sind und der Innendurchmesser der Lagerflächen (23) dem Durchmesser (D) der Welle (25) entspricht bzw. geringfügig kleiner ist.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Lagers (12) partiell einen geringeren Radius Cd^_x) besitzt, als das Maß des

Radius der Welle .

7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichn et, daß an dem Lager

2S (12) mindestens ein radial nach innen gerichteter

Wulst (15) angeordnet ist, der sich über einen

ringsegmentartigen Abschnitt (12·) erstreckt.

8. Lageranordnung nach Anspruch 6 oder 7, d ? -durch gekennzeichnet, daß an dem Lager (12) mindestens eine radial nach innen gerichtete Erhebung (16) vorgesehen ist, die sich über einen ringsegmentartigen Abschnitt (12^ff) er streckt.

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Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (25) Mittel zur axialen Fixierung angeformt sind.

10. Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur axialen Fixierung einen Ringbund (26) und einen nockenartigen Vorsprung (27) umfassen, zwischen denen sich das Lager (22) befindet.

11. Lageranordnung nach Anspr'lo.h 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine in axialer

Richtung verlaufende Nut (28) an der Innenwandung

des Lagers angeordnet ist, die sich zur Lagerachse konisch verjüngend von einem Ende des Lagers bis annähernd zum anderen Ende erstreckt und deren tan gentiale Breite (B) der Breite des Vorsprungs (27) entspricht.

12. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Achse des Lagers (12, 22) unter einem spitzen Winkel , vorzugsweise einem Winkel von 50° zur Gehäusewandung (11, 21) verläuft.