DE20115693U1 - Fastening element for the frictional fastening of a bearing element - Google Patents
Fastening element for the frictional fastening of a bearing elementInfo
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Description
2lhj9'Ü12 l hj9'Ü1
ABSKF Schweinfurt, 20.09.2001ABSKF Schweinfurt, 20.09.2001
DE 01 036 DE STP-he.seDE 01 036 DE STP-he.se
BeschreibungDescription
Befestigungselement zur reibschlüssigen Befestigung eines LagerelementsFastening element for frictional fastening of a bearing element
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur reibschlüssigen Befestigung eines Lagerelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fastening element for the frictional fastening of a bearing element according to the preamble of claim 1.
Zur Befestigung von zylindrischen Lagerelementen, beispielsweise Wälzlagern, Gelenklagern oder Gleitlagern an einem anderen Bauteil, insbesondere an Wellen, werden gattungsgemäße Befestigungselemente häufig eingesetzt.For fastening cylindrical bearing elements, such as rolling bearings, spherical bearings or plain bearings, to another component, in particular to shafts, generic fastening elements are often used.
Aus der AT 223439 ist ein gattungsgemäßes Befestigungselement bekannt. Bei diesem Befestigungselement wird im Spalt zwischen einem Wälzlager und einem Lagergehäuse ein elastisch verformbares Zwischenglied angeordnet, das in axialer Richtung zwischen zwei Spannringen verspannt werden kann. Durch die axiale Verspannung des Zwischengliedes wird dieses in radialer Richtung verformt, so dass der Außendurchmesser des Zwischengliedes reibschlüssig am Lagergehäuse und der Innendurchmesser des Zwischengliedes reibschlüssig am Wälzlager zur Anlage kommt. Im Ergebnis kann durch Betätigung der die Spannringe verbindenden Spannschraube das Wälzlager reibschlüssig im Lagergehäuse festgelegt werden.A fastening element of this type is known from AT 223439. In this fastening element, an elastically deformable intermediate member is arranged in the gap between a rolling bearing and a bearing housing, which can be clamped in the axial direction between two clamping rings. The axial clamping of the intermediate member causes it to be deformed in the radial direction, so that the outer diameter of the intermediate member comes into frictional contact with the bearing housing and the inner diameter of the intermediate member comes into frictional contact with the rolling bearing. As a result, the rolling bearing can be secured in the bearing housing with frictional contact by operating the clamping screw connecting the clamping rings.
Ziel dieses aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungselements ist es insbesondere auch, den Wälzlageraußenring elastisch, dass heißt einstellbar, im Lagergehäuse zu lagern, um dadurch Winkelfehler ausgleichen zu können. Um die elastische Lagerung des Wälzlageraußenringes gewährleisten zu können, steht das Zwischenglied geringfügig über die Spannringe über, wodurch ein Winkelversatz zwischen dem Außenring des Wälzlagers und den Spannringen beziehungsweise dem Lagergehäuse ermöglicht wird.The aim of this fastening element, which is known from the prior art, is in particular to support the rolling bearing outer ring elastically, i.e. adjustably, in the bearing housing in order to be able to compensate for angular errors. In order to ensure the elastic support of the rolling bearing outer ring, the intermediate link protrudes slightly beyond the clamping rings, which enables an angular offset between the outer ring of the rolling bearing and the clamping rings or the bearing housing.
Nachteilig an diesem bekannten Befestigungselement ist es, dass die damit aufbringbaren Haltekräfte beschränkt sind. Diese Beschränkung folgt im wesentlichen daraus, dass die mechanische Festigkeit des elastischen Zwischengliedes beschränkt ist, so dass das Material des Zwischengliedes bei der Überschreitung bestimmter Grenzen der von den Spannringen aufgebrachten Spannkraft anfängt plastisch zu fließen, so dass das Zwischenglied im Ergebnis zerstört wird.The disadvantage of this known fastening element is that the holding forces that can be applied with it are limited. This limitation essentially results from the fact that the mechanical strength of the elastic intermediate link is limited, so that when certain limits of the clamping force applied by the clamping rings are exceeded, the material of the intermediate link begins to flow plastically, so that the intermediate link is ultimately destroyed.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Befestigungselement vorzuschlagen mit dem hohe Haltekräfte reibschlüssig aufgebracht werden können.Based on this prior art, it is the object of the present invention to propose a fastening element with which high holding forces can be applied by friction.
Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungselement nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a fastening element according to the teaching of claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß ist das Zwischenglied bildende Druckelement aus einem Werkstoff mit hohem Kompressionsmodul hergestellt. Der Kompressionsmodul K ist ein allgemeiner Werkstoffkennwert und gibt die relative Volumenänderung eines Bauteils unter allseitigem Druck an. Durch die erfindungsgemäße Auswahl eines Werkstoffs mit hohem Kompressionsmodul soll gewährleistet werden, dassAccording to the invention, the pressure element forming the intermediate link is made of a material with a high compression modulus. The compression modulus K is a general material characteristic and indicates the relative volume change of a component under pressure from all sides. The selection of a material with a high compression modulus according to the invention is intended to ensure that
der Werkstoff unter allseitigem Druck gar nicht beziehungsweise nur gering komprimiert wird. Das Maß der maximal zulässigen Kompression des Werkstoffes unter einem bestimmten Druck, dass heißt die untere Grenze des zulässigen Kompressionsmoduls, ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall. Erfindungsgemäß wird das Druckelement, durch dessen Verformung das Lagerelement mit dem Bauteil reibschlüssig verbunden wird, von den Bauteilwandungen des Lagerelements und/oder der Spannelemente und/oder des Bauteils im wesentlichen vollständig formschlüssig umschlossen. Das heißt mit anderen Worten, dass das Volumen zwischen Lagerelement, Spannelement und Bauteil allseitig begrenzt ist und im wesentlichen vollständig vom Druckelement ausgefüllt wird. Damit ist selbstverständlich keine absolut vollständige Ausfüllung des Volumens gemeint, da zwischen den einzelnen Bauteilen konstruktionsbedingt immer Spalten und Fugen verbleiben, die bei der späteren Verformung des Druckelement überbrückt werden. Das Druckelement wird also allseitig von den anderen Bauteilen umschlossen, so dass es auch bei Aufbringung von höheren Drücken an keiner Stelle aus der von den anderen Bauteilen gebildeten Druckkammer ausfließen kann. Dadurch wird erreicht, dass der axial von den Spannelementen aufgebrachte Druck durch das inkompressible Druckelement auf die radialen Grenzflächen zwischen Druckelement einerseits und Lagerelement beziehungsweise Bauteil andererseits übertragen und damit eine dauerhafte hohe Fugenpressung in den radialen Grenzflächen ermöglicht wird.the material is not compressed at all or only slightly under pressure from all sides. The extent of the maximum permissible compression of the material under a certain pressure, i.e. the lower limit of the permissible compression modulus, depends on the respective application. According to the invention, the pressure element, through the deformation of which the bearing element is frictionally connected to the component, is essentially completely enclosed by the component walls of the bearing element and/or the clamping elements and/or the component in a form-fitting manner. In other words, this means that the volume between the bearing element, clamping element and component is limited on all sides and is essentially completely filled by the pressure element. This does not mean that the volume is filled absolutely completely, of course, since gaps and joints always remain between the individual components due to the design, which are bridged when the pressure element is later deformed. The pressure element is therefore enclosed on all sides by the other components, so that even when higher pressures are applied, it cannot flow out of the pressure chamber formed by the other components at any point. This ensures that the pressure applied axially by the clamping elements is transferred by the incompressible pressure element to the radial interfaces between the pressure element on the one hand and the bearing element or component on the other hand, thus enabling a permanently high joint pressure in the radial interfaces.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spannelemente und das Druckelement ringförmig ausgebildet und können in einem Spalt zwischen Lagerelement und Bauteil angeordnet werden. Insbesondere Wälz- und Gleitlager können auf diese Weise einfach auf Wellen oder in den Lagerstellen von Gehäusen befestigt werden.According to a preferred embodiment, the clamping elements and the pressure element are ring-shaped and can be arranged in a gap between the bearing element and the component. In particular, rolling and plain bearings can be easily attached to shafts or in the bearing points of housings in this way.
Um die Montage des erfindungsgemäßen Befestigungselements zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn das Bearbeitungsmaß für den Innendurchmesser und/oder den Außendurchmesser der Spannringe beziehungsweise des Druckelements gegenüberIn order to facilitate the assembly of the fastening element according to the invention, it is advantageous if the machining dimension for the inner diameter and/or the outer diameter of the clamping rings or the pressure element is
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dem Einbaumaß im Spalt zwischen Lagerelement und Bauteil mit einer Spielpassung, beispielsweise mit einer Passung h9, toleriert ist. Durch den Spielsitz zwischen Befestigungselement einerseits und Lagerelement beziehungsweise Bauteil andererseits kann das entspannte Befestigungselement in einfacher Weise axial aufgeschoben werden.the installation dimension in the gap between the bearing element and the component is tolerated with a clearance fit, for example with a fit h9. Due to the clearance fit between the fastening element on the one hand and the bearing element or component on the other hand, the relaxed fastening element can be easily pushed axially.
Um die Montage beziehungsweise Lagerhaltung der erfindungsgemäßen Befestigungselemente zu erleichtern, kann das Druckelement mit den Spannelementen verbunden werden, beispielsweise dadurch, dass das Druckelement zwischen die Spannelemente eingeklebt beziehungsweise an den Spannelementen aufvulkanisiert wird. Im Ergebnis entsteht dadurch ein kompaktes Bauteil, das auch im demontierten Zustand nicht in seine Einzelteile zerfällt.In order to facilitate the assembly or storage of the fastening elements according to the invention, the pressure element can be connected to the clamping elements, for example by gluing the pressure element between the clamping elements or vulcanizing it onto the clamping elements. The result is a compact component that does not fall apart into its individual parts even when dismantled.
Zur Herstellung des Druckelements ist grundsätzlich jeder verformbare Werkstoff mit ausreichend hohem Kompressionsmodul geeignet. Vorzugsweise wird das Druckelement aus einem Elastomer, insbesondere aus Nitril-Butadien-Kautschuk oder Fluorkautschuk oder ähnlichem hergestellt, da diese Materialien gut elastisch verformbar sind, einen hohen Kompressionsmodul aufweisen und außerdem eine hohe Reibung in den radialen Grenzflächen und damit hohe übertragbare Haltekräfte ermöglichen.In principle, any deformable material with a sufficiently high compression modulus is suitable for producing the pressure element. The pressure element is preferably made from an elastomer, in particular from nitrile butadiene rubber or fluororubber or similar, since these materials are easily elastically deformable, have a high compression modulus and also enable high friction in the radial interfaces and thus high transferable holding forces.
Der Einsatz erfindungsgemäßer Befestigungselemente ist auch zur Isolierung von Bauteilen gegenüber einer elektrischen Spannung denkbar. Dazu werden die Spannelemente und das Druckelement aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt. Beispielsweise kann ein aus Kautschuk hergestelltes Druckelement mit aus faserverstärktem Kunststoff hergestellten Spannelementen kombiniert werden, so dass im Ergebnis ein Stromfluss vom Bauteil durch das Befestigungselement zum Lagerelement hin oder umgekehrt aufgrund der isolierenden Eigenschaften der Bauteile des Befestigungselements ausgeschlossen ist.The use of fastening elements according to the invention is also conceivable for insulating components from an electrical voltage. For this purpose, the clamping elements and the pressure element are made from an electrically non-conductive material. For example, a pressure element made from rubber can be combined with clamping elements made from fiber-reinforced plastic, so that as a result a current flow from the component through the fastening element to the bearing element or vice versa is excluded due to the insulating properties of the components of the fastening element.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained below by way of example.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Befestigungselements in einem schematisch dargestellten Querschnitt;Figure 1 shows a first embodiment of a fastening element in a schematically illustrated cross section;
Figur 2 eine zweite Ausfuhrungsform eines Befestigungselements in einem schematisch dargestellten Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I;Figure 2 shows a second embodiment of a fastening element in a schematically illustrated cross-section along the section line I-I;
Figur 3 das Befestigungselement gemäß Fig. 2 in einem schematisch dargestellten Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II.Figure 3 shows the fastening element according to Fig. 2 in a schematic longitudinal section along the section line II-II.
Ein Befestigungselement 1 ist in der in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsform in einem Spalt zwischen einem in der Art einer Welle ausgebildeten Bauteil 2 und dem Innenring eines in Figur 1 schematisch dargestellten Lagerelements 3, beispielsweise einem Wälzlager, angeordnet. Das Befestigungselement 1 weist ein ringförmiges Druckelement 4 auf, das in axialer Richtung zwischen zwei ringförmigen Spannelementen 6 und 07 eingeschlossen ist. Die Innendurchmesser und Außendurchmesser des Druckelements 4 und der Spannelemente 6 und 7 stimmen jeweils miteinander überein, so dass der Spalt zwischen dem Bauteil 2 und dem Lagerelement 3 vollständig durch das Befestigungselement 1 ausgefüllt ist. Dadurch wird erreicht, dass das Druckelement 4 allseitig von den Bauteilwandungen des Bauteils 2, des Lagerelements 3 und den Spannelementen 6 und 7 formschlüssig umschlossen ist.In the embodiment shown in Figure 1, a fastening element 1 is arranged in a gap between a component 2 designed in the manner of a shaft and the inner ring of a bearing element 3 shown schematically in Figure 1, for example a rolling bearing. The fastening element 1 has an annular pressure element 4 which is enclosed in the axial direction between two annular clamping elements 6 and 7. The inner diameters and outer diameters of the pressure element 4 and the clamping elements 6 and 7 each match one another, so that the gap between the component 2 and the bearing element 3 is completely filled by the fastening element 1. This ensures that the pressure element 4 is positively enclosed on all sides by the component walls of the component 2, the bearing element 3 and the clamping elements 6 and 7.
Zur Betätigung der Befestigungseinrichtung 1 sind am Umfang mehrere in der Art von Spannschrauben ausgebildete Spanneinrichtungen 8 vorgesehen, von denen in Figur 1 lediglich eine Spanneinrichtung 8 dargestellt ist. Die Spanneinrichtung 8 durchgreift das Spannelement 7 und das Druckelement 4 in entsprechendTo operate the fastening device 1, several clamping devices 8 designed in the form of clamping screws are provided on the circumference, of which only one clamping device 8 is shown in Figure 1. The clamping device 8 passes through the clamping element 7 and the pressure element 4 in a corresponding
vorgesehenen Ausnehmungen und kann in ein am Spannelement 6 vorgesehenes Gewinde eingeschraubt werden. Durch Einschrauben der Spanneinrichtung 8 in das Spannelement 6 kann der Abstand zwischen den Spannelementen 6 und 7 verändert werden. Aufgrund der inkompressiblen Eigenschaften des Druckelements 4 wird der von den Spannelementen 6 und 7 axial aufgebrachte Druck durch die entsprechende radiale Verspannung des Druckelements gegen die radialen Grenzflächen zwischen dem Druckelement 4 einerseits und dem Lagerelement 3 beziehungsweise dem Bauteil 2 andererseits übertragen. Durch die daraus folgende Flächenpressung zwischen Druckelement 4, Lagerelement 3 und Baufeil 2 kann eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Lagerelement 3 und dem Bauteil 2 hergestellt werden.provided recesses and can be screwed into a thread provided on the clamping element 6. By screwing the clamping device 8 into the clamping element 6, the distance between the clamping elements 6 and 7 can be changed. Due to the incompressible properties of the pressure element 4, the pressure applied axially by the clamping elements 6 and 7 is transmitted by the corresponding radial bracing of the pressure element against the radial boundary surfaces between the pressure element 4 on the one hand and the bearing element 3 or the component 2 on the other hand. The resulting surface pressure between the pressure element 4, bearing element 3 and component 2 can produce a frictional connection between the bearing element 3 and the component 2.
Figur 2 zeigt den Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform 9 eines erfindungsgemäßen Befestigungselements zur reibschlüssigen Verbindung des Lagerelements 3 mit einem Bauteil 2 entlang der Schnittlinie I-I (siehe Figur 3).Figure 2 shows the cross section through a second embodiment 9 of a fastening element according to the invention for the frictional connection of the bearing element 3 with a component 2 along the section line I-I (see Figure 3).
Figur 3 stellt das Befestigungselement 9 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II (siehe Fig. 2) dar, wobei das ringförmige Befestigungselement 9 in Fig. 3 als teilweise Abwicklung dargestellt ist. Die Spannringe 11 und 12 des Befestigungselements 9 sind in axialer Richtung formschlüssig miteinander verzahnt, wobei zwischen der Verzahnung nach radial außen und innen offene Kammern 13 gebildet werden. In jeder Kammer 13 ist ein Teil eines insgesamt ringförmigen Druckelements 14 angeordnet, so dass die Kammer 13 im wesentlichen vollständig durch das jeweilige Teil des Druckelements 14 ausgefüllt ist. Durch Betätigung der radial über den Umfang des Befestigungselements 9 verteilten Spannschrauben 16 kann auf das Druckelement 14 axial Druck aufgebracht werden, der aufgrund der beinahe inkompressiblen Eigenschaften des Druckelements 14 zu einer radial gerichteten Flächenpressung zwischen dem Druckelement 14 einerseits und dem Lagerelement 3 beziehungsweise dem Bauteil 2 andererseits führt und eine reibschlüssige Verbindung des Lagerelements 3 mit dem Bauteil 2 durch das Befestigungselement^ ermöglicht.Figure 3 shows the fastening element 9 in longitudinal section along the section line II-II (see Fig. 2), with the ring-shaped fastening element 9 shown in Fig. 3 as a partial development. The clamping rings 11 and 12 of the fastening element 9 are interlocked in an axial direction, with chambers 13 that are open radially outwards and inwards being formed between the teeth. A part of an overall ring-shaped pressure element 14 is arranged in each chamber 13, so that the chamber 13 is essentially completely filled by the respective part of the pressure element 14. By actuating the clamping screws 16 distributed radially over the circumference of the fastening element 9, axial pressure can be applied to the pressure element 14, which, due to the almost incompressible properties of the pressure element 14, leads to a radially directed surface pressure between the pressure element 14 on the one hand and the bearing element 3 or the component 2 on the other hand and enables a frictional connection of the bearing element 3 to the component 2 by means of the fastening element^.
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AB SKF Schweinfurt, 20.09.2001AB SKF Schweinfurt, 20.09.2001
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20020124 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20020206 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20050111 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20071116 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20091020 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |