DE9007669U9 - Wellenlagerung - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
WOLFRATSHAUSER STR. 145 ■ D-8000 MÜNCHEN 71

Gebrauchsmusteranmeldung, Ausscheidung aus. Patentanmeldung P 40 13 655.8-12

The Torrington Company Ltd. 15. September 1993

Unser Aktenzeichen: ir-tor-105 (b,m) L/pe

WELLENANORDNUNG MIT KUGEL- ODER ROLLENLAGER

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung mit wenigstens einem Kugel- oder Rollenlager entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Lagerung ist aus der US-PS 4 699 528 bekannt. Die Laufringe des Lagers werden hierbei in axialer Richtung der Welle von einer Druckfeder aus über ringförmige Kompensationsglieder beaufschlagt, die jeweils mit einer abgeschrägten Oberfläche an den Lagerringen zusammenwirken. Das radial innere Kompensationsglied ist auf der der Druckfeder entgegengesetzten Seite des Lagers an einer Ringscheibe abgestützt, die in eine Nut in der Welle eingreift. Zweck dieser Anordnung ist es, die beiden Lagerringe axial ständig gegeneinander zu drücken. Bei dieser bekannten Anordnung wirken auf den Ring nur axiale Kräfte. Wenn der Ring nicht einen ausreichenden Durchmesser hat oder wenn er nicht tief genug in die Nut eingesetzt ist, besteht die Gefahr, da/5 er unter der Axialkraft aus der Nut herausspringt, so da/? die ganze Anordnung auseinanderfällt.

Daneben ist aus der US-PS 4 364 615 eine Wellenanordnung mit einem Kugellager bekannt, das nicht von einer Druckfeder axial beaufschlagt ist. Ein im Querschnitt abgewinkelter Haltering liegt einerseits mit seiner radial äußeren Kante an dem inneren Lagerlaufring an und stützt sich andererseits mit radial inneren Kanten von schräg nach außen gerichteten Zähnen in einer Nut der Welle ab. Bei einer zunehmenden, auf den Haltering wirkenden Axialkraft können insbesondere dessen nach innen in die Nut eingreifenden Zähne abknicken, so daß der Ring herausspringen und die Anordnung sich lösen kann. Diese Gefahr ist umso größer, je größer die auf den Ring wirkende Axialkraft ist.

ir-tor-105 -2 -

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wellenanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art mit einer axial wirkenden Druckfeder zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion leicht zusammenzubauen und auseinanderzunehmen ist und die einen guten Halt des Lagers auf der Welle unter Axialkraft gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Pate^j&nspruch 1. Insbesondere weist also der Ring eine radial nach innen weisende Schulter und nicht einzelne schräg in die Nut eingreifende Zähne auf. Der Ring ist im Bereich der Schulter an seiner auf das Lager zu weisenden Außenseite abgeschrägt, so daß er mit dieser abgeschrägten Oberfläche an der benachbarten Oberfläche des Lagers oder des Lagerrings anliegt und mit dieser derart zusammenwirkt, daß die Schulter unter Radialkraft in der Nut verriegelt ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik nach der US-PS 4 364 615 weist also die abgeschrägte äußere Oberfläche des Rings nicht von dem Lager weg, sondern auf dieses zu. Es liegt nicht der größte Durchmesser des Rings am Lager an, sondern dieses gleitet unter der Axialkraft der Druckfeder auf das Ende des Halterings mit kleinerem Durchmesser auf, so daß sich eine Keilwirkung ergibt, die zu einer ausgesprochenen Radialkraft führt, durch die der Ring sicher in der Nut verriegelt wird. Dabei kann der Ring oder seine Schulter nicht abknicken und nicht aus der Nut herausspringen. Vielmehr wird bei zunehmender Axialkraft durch die Keilwirkung auch die auf die Ringschulter wirkende Radialkraft größer und damit die Verriegelung entsprechend besser. Trotzdem läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung ohne spezielles Werkzeug leicht zusammenbauen und auseinandernehmen, wobei der Ring wiederverwendbar ist und die Welle durch den Ring nicht beschädigt werden kann, insbesondere wenn dieser aus Kunststoff besteht.

In einer besonderen Ausführungsform gemäß Anspruch 2 kann die Nut abgerundete Kanten haben, so daß hierdurch Welle und Ring beim Zusammenbau geschont und nicht beschädigt werden können. An der Wellennut ergibt sich keine Kerbwirkung, so daß geringe Beanspruchungsspitzen vorliegen.

Gemäß Anspruch 3 kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Nut axial länger sein als die Schulter des Rings, so daß dieser sich relativ zu der Welle axial bewegen kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise ein Lenkrad für ein Fahrzeug auf der Welle befestigt und gegen den Ring festgezogen werden soll.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein teilweiser Längsquerschnitt einer Wellenanordnung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist ein teilweiser Längsquerschnitt einer erfindungsgemäßen Wellenanordnung;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Endes der in Fig. 2 dargestellten Wellenanordnung.

Bei der bekannten, in Fig. 1 dargestellten Anordnung trägt eine rohrförmige Welle 2, ein erstes Schrägrollenlager 4 und ein zweites Schrägrollenlager 6 bzw. jeweils einen Laufring solcher Schrägrollenlager, wobei ein äußeres Rohr 8 zwischen den Lagern bzw. zwischen den Laufringen angeordnet ist. Ein Toleranzring 10 aus Metall oder Kunststoff liegt zwischen dem Lager oder Laufring 4 und einer Wellenscheibe oder einem Sicherungsring 12 an. An dem anderen Ende des Rohrs 8 liegt ein Ring 14 zwischen dem Lager oder dem Laufring 6 und einer Druckfeder 16 an. Wenn anstelle der Scheibe 12 ein Klemmring oder Sprengring benutzt wird, muß eine tiefe Nut rings um die Welle vorgesehen sein. Diese Nut schwächt die Welle und erhöht die Beanspruchung in diesem Bereich. Wenn eine die Welle umgebende Ringscheibe anstelle der Scheibe 12 verwendet wird, besteht eine Tendenz zur Beschädigung der Wellenoberfläche. Auf jeden Fall sind solche Scheiben für die Wartung schwer zu entfernen, und sie haben während und nach dem Zusammenbau wenig Halt. Ferner besteht in vielen Anwendungsfällen für solche Wellen, beispielsweise für Automobilteile, wie Lenkräder, das Erfordernis, daß der Toleranzring 10 anliegen muß.

Gemäß Fig. 2 trägt eine rohrförmige Welle 22 ein erstes Schrägkugellager 24 und ein zweites Schrägkugellager 26 bzw. die entsprechenden Laufringe solcher Lager, wobei ein äußeres Rohr 28 zwischen den Lagern bzw. den Laufringen angeordnet ist.

An einem Ende der Welle liegt ein Kunststoff-Toleranzring 30 an dem inneren Lagerring 20 an (Fig. 3), während am anderen Ende des Rohrs 28 ein Ring 34 zwischen dem Lager 26 bzw. dessen entsprechendem Laufring und einer Druckfeder 36 anliegt.

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Der Ring 30 ist mit einer inneren Schulter 32 versehen, die in eine Nut 35 eingreift, die in die Welle 22 eingerollt, eingedrückt oder spanabhebend eingearbeitet ist. An einer äußeren Endoberfläche des Rings 30 liegt eine abgeschrägte Oberfläche 37 gegen eine Oberfläche 21 des inneren Lagerlaufrings 20 an, um die innere Schulter 32 in der Nut 35 unter dem Druck der Druckfeder 36 festzulegen. Dies verhindert, da/? die Schulter 32 über die Kante der Nut 35 hinweggleiten kann.

Da die Nut 35 länger als die axiale Länge der Schulter 32 ausgebildet werden kann, ist es dem Ring 30 möglich, sich in bezug auf die Welle 22 zu bewegen, wie es der Fall sein kann, wenn ein Lenkrad auf der Welle gegen die Oberfläche 39 des Rings 30 festgezogen oder festgelegt wird.

Der Ring 30 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, so da/? er billig herzustellen ist, und er ersetzt die beiden Metallteile des Standes der Technik in der Anordnung gemäß Fig. 1.

Um den Ring 30 einzubauen, wird er auf die Welle 22 aufgezogen, das Rohr 28 wird gegen die Feder 36 gedrückt, und die Schulter 32 des Rings 30 schnappt in die Nut 35 ein, sobald diese freigelegt wird. Das Rohr 28 wird dann freigegeben, um es dem Federdruck zu ermöglichen, die Schulter 32 in die Nut 35 hineinzudrücken und darin zu verankern.

Claims (3)

SCHROETER,. VuetraHAUS, j LkHMAW *· PATENTANWÄLTE ■ EUROPEAN PATENT ATTORNEYS WOLFRATSHAUSER STR. 145 · D-8000 MÜNCHEN 71 Gebrauchsmusteranmeldung, Ausscheidung aus Patentanmeldung P 40 13 655.8-12 The Torrington Company Ltd. 15. September 1993 Unser Aktenzeichen: ir-tor-105 (a2,m) L/pe SCHUTZANSPRÜCHE

1. Wellenanordnung mit wenigstens einem Kugel- oder Rollenlager (24, 26),

mit einer Druckfeder (36), die das bzw. jedes Lager (24, 26) bzw. deren entsprechende Laufringe zu einer Nut (35) an einem Ende einer Welle (22) hin drückt,
mit einem dieses Ende umgebenden Ring (30), der in die Nut (35) eingreift,

dadurch gekennzeichnet,

da/? der Ring (30) an seiner dem Lager (24) zugewandten Seite mit einer radial nach innen weisenden, in die Nut (35) eingreifenden Schulter (32) versehen ist,

- da/3 der Ring (30) im Bereich der Schulter radial außen eine auf das Lager (24) zu weisende abgeschrägte Oberfläche (37) aufweist,
und daß eine der Nut (35) benachbarte Oberfläche (21) des Lagers (24) bzw. eines Lagerlaufrings (20) mit der abgeschrägten Oberfläche (37) zusammenwirkt, so daß die Schulter (32) unter Radialkraft in der Nut (35) verriegelt ist.

2. Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Nut (35) keine scharfen Kanten hat und daß sie insbesondere abgerundete Kanten hat.

3. Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Nut (35) axial länger ist als die Schulter (32), so daß der Ring (30) sich relativ zu der Welle (22) axial bewegen kann.