DE1010335B

DE1010335B - Toleranzring zum Einsetzen von Lagern

Info

Publication number: DE1010335B
Application number: DEL18384A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Fleckenstein
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-03-25
Filing date: 1954-03-25
Publication date: 1957-06-13

Description

Toleranzring zum Einsetzen von Lagern Toleranzringe werden sowohl zur elastischen Lagerung von Wellen, zum Ein- und Aufsetzen von Lagern, als auch zur drehfesten Befestigung zwischen Welle und Nabe verwendet.
Ihrem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend sind verschiedene Ausführungen bekanntgeworden. So zur elastischen Lagerung von Wellen axial oder radial ausgebogene oder gewellte Hülsen als Einlage zwischen Lager und Lagerring. Sie haben die Aufgabe, Wärmespannungen und Verkantungen auszugleichen oder auch Lagergeräusche zu dämpfen. Die von ihnen bewirkte Pressung zwischen Lager und Lagerträger ist naturgemäß so gering, daß sie nicht ausreicht, um das Lager gegen Axialverschiebungen als auch gegen Drehung zu sichern. Es müssen dafür zusätzliche Mittel verwendet werden. Wohl sind dafür Ausführungen bekanntgeworden, die die elastische Einlage gegen axiale Verschiebung zum Lager sichern, aber nicht gleichzeitig gegen axiale Verschiebung zum Lagerträger. Damit wird das Lager durch sie in axialer Richtung nicht gehalten.
Die zum Ein- und Aufsetzen von Lagern verwendeten Toleranzringe dienen zum Ausgleich der Toleranzen zwischen Welle und Lager bzw. zwischen Lager und Lagerträger, um einen festen Sitz des Lagers zu garantieren. Die dabei auftretende Pressung, gleichgültig, ob elastisch oder plastisch verformende Toleranzringe verwendet werden, ist zwangläufig sehr hoch und hängt außerdem von dem jeweils zu überbrückenden Toleranzfeld ab. Infolge des Festsitzes durch radiale Pressung erübrigt sich die Sicherung gegen axiale Verschiebung. Dit Verwendung von Toleranzringen zum Ein- und Aufsetzen von Lagern muß deshalb in allen jenen Fällen scheitern, in welchen die auftretenden Drücke nicht mehr mit Sicherheit aufgenommen werden können, wie dies bei Lagerschilden aus Kunststoff oder Preßstoff der Fall ist. Wird jedoch der Druck zu gering, so besteht andererseits auch die Gefahr, daß das Lager nicht mehr genügend fest in seinem Sitz gehalten wird.
Für die Toleranzringe zur drehfesten Befestigung zwischen Welle und Nabe gilt dasselbe in verstärktem Maße. Mit Toleranzringen der bekannten Art ist deshalb das gegen seitliches Verschieben gesicherte Einsetzen von Lagern in aus Kunststoff oder Preßstoff bestehenden Naben, wie sie häufig im Elektromaschinenbau als Lagerbügel oder Lagerplatte vorkommen, nicht möglich.
Um ein solches Einsetzen von Lagern in weniger zug- und druckfeste Lagerteile mittels Toleranzringen zu ermöglichen, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Elastizität der Toleranzringe in an sich bekannter Weise, z. B. durch Schwächung der Blechstärke, so weit zu erhöhen, als es die Lagerbelastung zuläßt, und diese Schwächung durch eine Sicherung, sowohl des Ringes als auch des Lagers gegen seitliches Verschieben, z. B. durch Erhöhung der Haftfähigkeit infolge Aufrauhens oder durch Bildung eines Formschlusses zu kompensieren.
Damit wird der Verwendungsbereich des an sich bekannten Verfahrens, mittels Toleranzringen Lager einzusetzen, der bisher auf Naben aus Stahl oder Metall beschränkt war, außerordentlich erweitert. Das bei Naben aus Preßstoff oder Kunststoff notwendige Einpressen oder Einspritzen von Stahlringen entfällt. Außerdem übernimmt hier der Toleranzring bei Naben aus Kunststoff den Ausgleich für die Maßschwankungen infolge hygroskopischer Eigenschaften.
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Toleranzringes. Nach Fig. 1 ist die äußere Mantelfläche des Toleranzringes durch Rändel, Kreuzrändel oder Kordel aufgerauht, um die Haftung in einem Konstruktionsteil aus verhältnismäßig weichem Werkstoff, wie Leichtmetall, Isolierpreßstoff oder Kunststoff, zu erhöhen. Ob die Kordelung oder auch Rändelung bzw. Kreuzrändelung über die ganze äußere Manteloberfläche geht oder nur streifenweise auf den äußeren Wellenbergen des gewellten Toleranzringes ausgeführt ist, hängt allein von der Fertigung ah und ist für die Wirkung praktisch gleichgültig.
Um das Lager gegen seitliche Auswanderung zu halten, genügt, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein leichtes Anbördeln der Ränder des Toleranzringes nach innen, entsprechend der Abrundung der Kanten am Lager, ()der, wenn der Toleranzring etwas breiter ausgeführt wird, eine an den Rändern nach innen durchgedrückte Rille. In beiden Fällen ist das Lager infolge der erhöhten Elastizität des Toleranzringes noch ohne Schwierigkeit in den in die Lagerbohrung eingelegten Toleranzring einzudrücken. Den Toleranzring sowohl auf seiner Außenmantelfläche als auch auf seiner Innenfläche aufzurauhen, gegebenenfalls verschieden zur Außenfläche z. B. feiner, ist ohne weiteres möglich, wenn auch durch diese Aufrauhung auf der Innenseite gegenüber dem gehärteten Stahl des Kugellagers nicht die gleiche Erhöhung der Reibung und damit der Haftung des Lagers zu erwarten ist.
Besteht der Lagerkörper aus gegenüber Stahl sehr weichem Werkstoff, so kann vorteilhaft eine Girlandenform nach Fig. 3 gewählt werden, bei der die Kanten nach außen liegen. Die Kanten werden sich hierbei bis zu einem gewissen Grad in den Werkstoff eindrücken, so daß dadurch der Toleranzring verankert wird. Die Wirkung dieser Verankerung gegen seitlich axiale Verschiebung wird durch einmalige oder mehrmalige Unterbrechung der Kanten nach Fig. 4 erhöht. Die Unterbrechung kann durch Sägen oder Schleifen geschehen.
Eine weitere Möglichkeit, die Toleranzringe trotz ihrer erhöhten Elastizität festzusetzen, ist durch Rillen oder Lappen gegeben. Damit scheidet die Reibung als Haftmittel ganz aus, und an ihre Stelle tritt der wirkungssichere Formschluß. So kann nach Fig. 5 und 6 der gewellte Toleranzring mit einer oder mehreren nach außen durchgedrückten Rillen versehen werden, die in entsprechende Rillen der Lagerbohrung eingreifen. Um die Elastizität des Toleranzringes nicht zu vermeiden, kann das Durchdrücken der Rillen auf die Außenwellenberge beschränkt bleiben, so daß also die Rillen unterbrochen erscheinen. Die Verankerung zum Lager kann, wie vorerwähnt, durch Anbördeln der Ränder oder durch nach innen gedrückte Rillen geschehen.
Eine andere Art formschlüssiger Verankerung ist nach Fig. 7 durch umzubiegende oder umgebogene Lappen an den Rändern der Toleranzringe gegeben. Toleranzringe dieser Art werden mit Vorteil bei leichter offener Bauweise zu verwenden sein bzw. ermöglichen erst eine leichte Bauweise. Die Lappen können jedenfalls auf einer der Randseiten vorgebogen sein. Liegt die Verwendung und die Montage für ein bestimmtes Gerät fest, so können entweder die nach außen oder die nach innen gerichteten Lappen beidseitig vorgebogen sein, so däß bei der Montage nur eine Lappenreihe umzubiegen ist. Ob die Toleranzringe mit den Lappen gehärtet und diese nach der Härtung, soweit sie noch zu biegen sind, ausgeglüht werden oder ob nur die Toleranzringe selbst, ohne die Lappen, etwa durch Induktionshärtung, gehärtet werden, ist von den technischen Fertigungseinrichtungen abhängig. Eine Kombination der beschriebenen Ausführungen, z. B, zwischen Aufrauhung der äußeren Mantelfläche und nach innen gebogenen Lappen od. dgl., ist möglich und kann für besondere Fälle sogar sehr zweckmäßig sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Toleranzring zum Einsetzen von Lagern in wenig zug- oder druckfeste Lagerteile, dadurch gekennzeichnet, daß seine Elastizität in an sich bekannter Weise, z. B. durch Schwächung der Blechstärke, so weit erhöht ist, als es die Lagerbelastung zuläßt, und daß diese Schwächung kompensiert wird durch eine Sicherung des Ringes und des Lagers gegen seitliches Verschieben, z. B. durch Erhöhung der Haftfähigkeit infolge Aufrauhens oder durch Bildung eines Formschlusses.
2. Toleranzring nach Anspruch 1 in gewellter Form, dadurch gekennzeichnet, daß er beiderseitig ganz oder teilweise, und zwar jeweils nur auf den Wellenbergen mit Rändel, Kreuzrändel oder Kordel versehen ist (Fig. 1).
3. Toleranzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die äußere Mantelfläche ganz oder teilweise mit Rändel, Kreuzrändel oder Kordel versehen ist und die Seitenränder nach innen angebördelt sind (Fig. 2).
4. Toleranzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise Girlandenform mit nach außen liegenden Kanten besitzt und daß die Kanten gegebenenfalls einmal oder mehrmals unterbrochen sind (Fig. 3 und 4).
5. Toleranzing nach Anspruch 1 in gewellter Form, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer oder mehreren umlaufenden, gegebenenfalls in den Wellentälern unterbrochenen, nach außen oder nach innen erhabenen Rillen, die in entsprechenden Rillen der Lagerbohrung eingreifen, und an seinen Rändern mit einer nach innen bzw. nach außen erhabenen Rille versehen ist (Fig. 5 und 6).
6. Toleranzring nach Anspruch 1 in gewellter Form, dadurch gekennzeichnet; daß er an seinen Rändern in versetzter Anordnung mit nach außen als auch nach innen umzubiegenden bzw. umgebogenen Lappen versehen ist (Fig. 7). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 903 762. 851 865, 83-r 477; österreichische Patentschrift Nr. 174 257; britische Patentschrift Nr. 620 566; französische Patentschrift Nr. 949 849.