HU221937B1

HU221937B1 - Támcsapágy és eljárás annak előállítására

Info

Publication number: HU221937B1
Application number: HU9903065A
Authority: HU
Inventors: Karl-Heinz Bade; Michael Schütz
Original assignee: Carl Freudenberg
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2003-02-28
Also published as: AU720404B2; PT985838E; BR9904133A; TW430609B; ES2183458T3; PL335361A1; DE19841882C1; NO994383L; DE59903007D1; CA2282074A1; ATE225909T1; CN1247808A; AR021216A1; AU4752199A; HUP9903065A3; HUP9903065A2; NO994383D0; EP0985838A1; HU9903065D0; TR199901790A1

Abstract

A találmány tárgya támcsapágy és eljárás annak előállítására. Atámcsapágy tartalmaz egy belső gyűrűt (1), amelyet sugáriránybanbizonyos távolságban külső gyűrű (2) vesz körül. A belső gyűrűt (1) ésa külső gyűrűt (2) a távolság által képzett résben (3) elhelyezett,gumirugalmasságú anyagból álló közgyűrű (4) köti össze. A belső gyűrűt(2) és a külső gyűrűt (3) a gyártási zsugorodásnak megfelelőtengelyirányú eltolódással (5) egy vulkanizálószerszámba helyezik. Aközgyűrűt (4) a zsugorodásnak megfelelő tengelyirányú eltolódással (5)egy képzeletbeli sugárirányú sík (7) felé döntve a belső gyűrűvel (1)és a külső gyűrűvel (2) összevulkanizálják. A vulkanizált támcsapágyata vulkani- zálószerszámból kiveszik. A belső gyűrű (1) és a külsőgyűrű (2) közötti tengelyirányú eltolódást (5) a gyártás folytán ferdeközgyűrű (4) lehűlése és megszilárdulása közben a zsugorodásönműködően teljesen kiegyenlíti. ŕ

Description

A találmány tárgya támcsapágy és eljárás annak előállítására. A támcsapágy tartalmaz egy belső gyűrűt, amelyet sugárirányban bizonyos távolságban külső gyűrű vesz körül, a belső gyűrűt és a külső gyűrűt a távolság által képzett résben elhelyezett gumirugalmasságú anyagból álló közgyűrű köti össze.

Ilyen támcsapágy például a DE 20 61 625 B2 számú német szabadalmi iratból ismert. Ezt az ismert csapágyat gépjárművek kardántengelyeiben közbenső csapágyként alkalmazzák. A közbenső gyűrűt több, kerületi irányban egyformán elosztott, gumirugalmasságú anyagból álló szalagtest képezi. A szalagtestek a belső gyűrű és a külső gyűrű között, mind hosszmetszetben, mind keresztmetszetben nézve sugárirányban helyezkednek el. A kerületi irányban bizonyos távolságban szomszédos szalagtestek között egy-egy ütköző van, amely a külső gyűrűn van rögzítve, sugárirányban befelé terjed ki, és a belső gyűrűhöz rezgésmentes állapotban bizonyos sugárirányú távolságban szomszédosán van hozzárendelve. Tisztában kell azonban lenni azzal, hogy az ismert csapágy használati tulajdonságai hosszú használat esetén kevéssé kielégítők. Az előállítási folyamatot követően és a csapágy rendeltetésszerű alkalmazása alatt a szalagtestekből álló közgyűrűn belül a használati élettartamot megrövidítő húzófeszültségek lépnek fel, amelyek a csapágy idő előtti tönkremenését idézhetik elő.

A találmányunk elé kitűzött feladat a bevezetőleg említett külső gyűrű és az előállítására szolgáló eljárás olyan továbbfejlesztése, hogy a közgyűrű az előállítás folytán - a belső gyűrű és/vagy a külső gyűrű kalibrálása nélkül is - mentes legyen a húzófeszültségektől.

Ezt a feladatot az eljárás tekintetében a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a belső gyűrűt és a külső gyűrűt a gyártási zsugorodásnak megfelelő tengelyirányú eltolódással egy vulkanizálószerszámba helyezzük; hogy a közgyűrűt a tengelyirányú eltolódásnak megfelelően egy képzeletbeli sugárirányú sík felé döntve a belső gyűrűvel és a külső gyűrűvel összevulkanizáljuk; hogy a vulkanizált támcsapágyat a vulkanizálószerszámból kivesszük, és hogy a belső gyűrű és a külső gyűrű közötti tengelyirányú eltolódást a gyártás folytán ferde közgyűrű lehűlése és megkeményedése közben a zsugorodás önműködően teljesen kiegyenlíti. A találmány szerinti eljárással előállított közgyűrű mentes a sugárirányú húzófeszültségektől, és ennek következtében hosszú használati élettartama alatt változatlan jó használati tulajdonságai vannak. A közgyűrűnek a támcsapágy vulkanizálószerszámból való kivétele után következő, a gyártás folytán létrejövő zsugorodása nem idéz elő húzófeszültségeket, eltérően azoktól a vulkanizált közgyűrűktől, amelyek tengelyirányban nincsenek megdöntve, és amelyekben a belső gyűrű és a külső gyűrű tengelyirányú eltolódás nélkül van egymáshoz hozzárendelve. A közgyűrű zsugorodása önműködően és teljesen kiegyenlíti a belső gyűrűnek és a külső gyűrűnek az egymáshoz viszonyított tengelyirányú eltolódását.

Ha a támcsapágyat például kardántengely csapágyaként gépjárművekben alkalmazzák, akkor a belső gyűrűt és a külső gyűrűt 0,1=0,5 mm tengelyirányú eltolódással lehet a vulkanizálószerszámba behelyezni. Ezt az eltolódást a közgyűrű vulkanizálást követő zsugorodása teljesen kiegyenlíti, úgy, hogy a közgyűrű a támcsapágy hosszmetszetét tekintve sugárirányban a belső gyűrű és a külső gyűrű között helyezkedik el. Az, hogy a közgyűrűben már a gyártás folytán nincsenek a használati élettartamot csökkentő húzófeszültségek, nélkülözhetővé teszi a belső gyűrű és a külső gyűrű vulkanizálás utáni kalibrálását.

A zsugorodás nagysága lényegében a közgyűrűhöz alkalmazott anyagtól és az anyag vastagságától függ.

A feladatot a támcsapágy tekintetében - amely tartalmaz egy belső gyűrűt, amelyet sugárirányban bizonyos távolságban külső gyűrű vesz körül, és a belső gyűrűt és a külső gyűrűt a távolság által képzett résben elhelyezett, gumirugalmasságú anyagból álló közgyűrű köti össze - a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a közgyűrűnek - hosszmetszetben nézve - a gyártás folytán nagyobb a hossza, mint használatra kész állapotban. A gyártás folytán, vagyis közvetlenül azután, hogy a támcsapágyat a vulkanizálószerszámból kiveszik, a közgyűrű lehűlése és megkeményedése előtt a belső gyűrűt és a külső gyűrűt tengelyirányban eltolják egymáshoz képest, és a közgyűrűt a belső gyűrű és a külső gyűrű között a tengelyirányú eltolódásnak megfelelően egy képzeletbeli sík felé megdöntik. A közgyűrű lehűlése és megkeményedése alatt a közgyűrű hossza a zsugorodás következtében annyira csökken, hogy a közgyűrű használatra kész, vagyis teljesen kihűlt és megkeményedett állapotban csak sugárirányban terjed ki, és a belső gyűrűvel, valamint a külső gyűrűvel egy sugárirányú síkban van.

A legtöbb alkalmazási esetben előnyösnek bizonyult, ha a gyártási hossznak a használatra kész állapotban fennálló hosszhoz viszonyított aránya 1,05=1,15. Ez - az alkatrész alkalmazott anyagától és annak vastagságától függően - szavatolja, hogy a közgyűrű használatra kész állapotban mentes a sugárirányú húzófeszültségektől.

A közgyűrűt legalább két, kerületi irányban elosztott szalagtest képezi, amelyeket egy kerületi távolság választ el egymástól; a szalagtesteket kerületi irányban egy szomszédos szalagtest homlokfelületével párhuzamos homlokfelületek határolják; minden homlokfelület lényegében sík, és ugyanabban a forgásirányban meg van döntve, és a homlokfelületek dőlésszöge a kerületi irányhoz képest egyformán 15=75°, előnyös módon 30^60°. Ezzel a kialakítással megbízhatóan elkerüljük a gyártás folytán fellépő húzófeszültségeket, amelyeknek a használati élettartamot rövidítő hatásuk van a gumirugalmasságú anyagokra. A szalagtesteknek a vulkanizálás közben a gyártás folytán bekövetkező zsugorodása nem húzófeszültségeket idéz elő, hanem csak a belső gyűrű és a külső gyűrű egymáshoz viszonyított elfordulását.

A támcsapágy egyszerű gyártása és egyszerű szerelése szempontjából előnyösnek bizonyult, ha az egymással szomszédos szalagtestek átmennek egymásba, és kerületi irányban egyenletesen vannak elosztva. A külső gyűrűben lehet legalább egy áttörés, amelybe a közgyűrű anyaga behatol. A közgyűrű anyaga az áttö2

HU 221 937 Β1 résnek a szalagtestektől elmutató oldalán átmegy egymásba. Ennek előnye az, hogy létrejön a közgyűrű biztos mechanikai rögzítése a külső gyűrűn, ami hosszú használati élettartam alatt is változatlanul fennáll.

A különösen kevés alkatrészből álló és mind technológiai, mind gazdasági szempontból kedvező konstrukció megvalósítása végett a szalagtesteken sugárirányban belső és külső tartófelületek lehetnek, és a belső tartófelületeket a belső gyűrű palástfelületével, a külső tartófelületeket a külső gyűrű belső kerületi felületével adhéziós kötés köti össze. Ez feleslegessé teszi járulékos támaszgyűrűk és merevítőgyűrűk alkalmazását.

A szalagtest túlzott mechanikai igénybevételének elkerülése végett az egymás felé mutató homlokfelületeken a szemben lévő homlokfelület irányában kiálló ütközőszemek vannak. A belső gyűrű és a külső gyűrű egymáshoz viszonyított nagy sugárirányú és kerületi irányú elmozdulásait a homlokfelületeken elhelyezett ütközőszemekkel határolni lehet. Az ütközőszemeknek az ütközési ellenfelület felé mutató oldalon előnyös módon félgömb alakú profilja van, úgyhogy amikor az ütközőszemek az ütközési ellenfelületet érintik, akkor a véghelyzetben csillapítás következik be.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a találmány szerinti támcsapágy első kiviteli alakjának nézete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti kiviteli alak metszete az

A-A metszésvonal szerint egy szelvényben, gyártási állapotban, a

3. ábra a 2. ábra szerinti kiviteli alak használatra kész állapotban, a közgyűrű teljes lehűlése és megkeményedése után, a

4. ábra egy második kiviteli alak az 1. ábrához hasonlóan ábrázolva.

A csapágy két kiviteli alakját például gépjárművek kardántengelyeinél közbenső tengelycsapágyként alkalmazzák. A csapágy konstrukciója különösen kevés alkatrészt tartalmaz. így a 10, 11, 19, 20 szalagtest a belső tartófelületével és a 16 külső tartófelületével közvetlenül rá van vulkanizálva az 1 belső gyűrű és a 2 külső gyűrű szomszédos felületére. Ebben a kiviteli alakban az 1 belső gyűrűt egy gördülőcsapágy külső csapágycsészéje képezi, míg a 2 külső gyűrű támaszgyűrűként van kiképezve, és az első kiviteli alakban egy csapágybakba lehet besajtolni.

A második kiviteli alakban a 2 külső gyűrűt a külső kerületi oldal 23 gumiborítás veszi körül, míg a 23 gumiborítást például rugalmas előfeszítéssel egy csapágybak veszi körül.

Az 1. ábrán látható egy 4 közgyűrű, amely a 15 belső tartófelületeivel az 1 belső gyűrű 17 palástfelületére, külső tartófelületeivel a 2 külső gyűrű 18 belső kerületi felületére van helyezve, és ebben a kiviteli alakban négy, kerületi irányban egyformán elosztott, 10, 11,19, 20 szalagtestet tartalmaz, amelyek a kerületi irányban egymás felé mutató 12, 13, 21, 22 homlokfelületükkel egy-egy rést határolnak. A 10,11,19,20 szalagtestek lényegében sík 12, 13, 21, 22 homlokfelületekkel vannak ellátva, amelyek mind ugyanabban a forgásirányban vannak megdöntve. Ebben a kiviteli alakban a 14 dőlésszög a kerületi irányhoz képest egyformán 45°. Az 1 belső gyűrű és a 2 külső gyűrű egymáshoz viszonyított elfordulásának határolására a 12, 13, 21, 22 homlokfelületet el lehet látni itt nem ábrázolt ütközőszemekkel, amelyek lényegében merőlegesek az egymással szomszédos homlokfelületekre.

A 2. és 3. ábrán egy támcsapágy hosszmetszete látható. A 2. ábrán a támcsapágy gyártási állapotban, a

3. ábrán viszont használatra kész állapotban látható.

A 2. ábrán látható, hogy a 1 belső gyűrű és a 2 külső gyűrű egymáshoz képest egy tengelyirányú 5 eltolódással van elhelyezve. A tengelyirányú 5 eltolódás a 4 közgyűrű vulkanizálását követő, a gyártás folytán létrejövő zsugorodásának felel meg. A 2. ábrán a 4 közgyűrű a tengelyirányú 5 eltolódásnak megfelelően ferde egy képzelt 7 sugárirányú síkhoz képest. A tengelyirányú 5 eltolódást és a ferdeséget a találmány jobb megértése végett megnagyítva ábrázoltuk. A támcsapágynak a vulkanizálószerszámból való kivétele után a 4 közgyűrű lehűlése és megkeményedése közben a 4 közgyűrű zsugorodik, és 8 gyártási hossza a 9 használati hosszra rövidül. A kerületi irányban 14 dőlésszögben elhelyezett 10, 11, 19, 20 szalagtest és a sugárirányú húzófeszültségektől mentes 4 közgyűrű révén a 4 közgyűrű minden irányban mentes a használati élettartamot csökkentő húzófeszültségektől, és nagyon hosszú használat alatt is változatlanul jó használati tulajdonságokkal rendelkezik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás támcsapágy előállítására, amely tartalmaz egy belső gyűrűt, amelyet sugárirányban bizonyos távolságban külső gyűrű vesz körül, és a belső gyűrűt és a külső gyűrűt a távolság által képzett résben elhelyezett, gumirugalmasságú anyagból álló közgyűrű köti össze, azzal jellemezve, hogy a belső gyűrűt (1) és a külső gyűrűt (2) a gyártási zsugorodásnak megfelelő tengelyirányú eltolódással (5) egy vulkanizálószerszámba helyezzük;

a közgyűrűt (4) a tengelyirányú eltolódásnak (5) megfelelően egy képzeletbeli sugárirányú sík felé döntve a belső gyűrűvel (1) és a külső gyűrűvel (2) összevulkanizáljuk;

a vulkanizált támcsapágyat a vulkanizálószerszámból kivesszük, a belső gyűrű (1) és a külső gyűrű (2) közötti tengelyirányú eltolódást (5) a gyártás folytán ferde közgyűrű (4) lehűlése és megszilárdulása a zsugorodás révén önműködően teljesen kiegyenlíti.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a belső gyűrűt (1) és a külső gyűrűt (2) 0,1-4),5 mm tengelyirányú eltolódással helyezzük be a vulkanizálószerszámba.
3. Támcsapágy, amely tartalmaz egy belső gyűrűt, amelyet sugárirányban bizonyos távolságban külső gyűrű vesz körül, és a belső gyűrűt és a külső gyűrűt a távolság által képzett résben elhelyezett, gumirugalmassá3

HU 221 937 Β1 gú anyagból álló közgyűrű köti össze, azzal jellemezve, hogy a közgyűrűnek (4) - hosszmetszetben nézve - a gyártás folytán nagyobb a hossza (8,9), mint használatra kész állapotban.
4. A 3. igénypont szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy a gyártási hossznak (8) a használatra kész állapotban fennálló hosszhoz (9) viszonyított aránya 1,05-1,15.
5. A 3-4. igénypontok bármelyike szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy közgyűrűt (4) legalább két, kerületi irányban elosztott szalagtest (10, 11, 19, 20) képezi, amelyeket egy kerületi távolság választ el egymástól;

a szalagtesteket (10, 11, 19, 20) kerületi irányban egy szomszédos szalagtest homlokfelületével párhuzamos homlokfelületek (12,13,21,22) határolják;

minden homlokfelület (12, 13, 21, 22) lényegében sík, és ugyanabban a forgásirányban meg van döntve, és a homlokfelületek (12,13,21,22) dőlésszöge a kerületi irányhoz képest egyformán 15-75°.
6. Az 5. igénypont szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy a szög 30-60°.
7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy az egymással szomszédos szalagtestek (10, 11, 19, 20) átmennek egymásba, és kerületi irányban egyenletesen vannak elosztva.
8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy a szalagtesteken (10, 11, 19, 20) sugárirányban belső tartófelületek (15) és külső tartófelületek (16) vannak, és a belső tartófelületeket (15) a belső gyűrű (1) palástfelületével (17), a külső tartófelületeket (16) a külső gyűrű (2) belső kerületi felületével (18) adhéziós kötés köti össze.
9. Az 5-8. igénypontok bármelyike szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik egymás felé mutató homlokfelület (12, 13, 21, 22) felületi profilozással van ellátva.
10. A 9. igénypont szerinti támcsapágy, azzal jellemezve, hogy a felületi profilozást a szemben lévő homlokfelület irányában kiálló ütközőszemek képezik.