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DE3001998C2 - Befestigungshülse für Maschinenteile - Google Patents

Befestigungshülse für Maschinenteile

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DE3001998C2
DE3001998C2 DE3001998A DE3001998A DE3001998C2 DE 3001998 C2 DE3001998 C2 DE 3001998C2 DE 3001998 A DE3001998 A DE 3001998A DE 3001998 A DE3001998 A DE 3001998A DE 3001998 C2 DE3001998 C2 DE 3001998C2
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DE
Germany
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sheet metal
metal body
sleeve
fastening sleeve
fastening
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DE3001998A
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Stig Lennart Göteborg Hallerbäck
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SKF GmbH
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SKF Kugellagerfabriken GmbH
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Description

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Die Erfindung betrifft eine Befestigungshülse für Maschinenteile wie Lager, Kupplungen oder Getrieberäder auf einer Welle.
Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zur Befestigung von Maschinenteilen auf einer Welle bekannt. Vorrichtungen dieser Art wie z. B. Ausdehnungshülsen, Teile mit Keilnuten, konische Befestigungshülsen und dgl. werden meist aus StahJ hergestellt.
Durch das DE-GM 70 18 297 ist eine Vorrichtung zur Befestigung von Naben bekannt, die mehrteilig ausgeführt ist und im wesentlichen aus einer konischen Kunststoffhülse und einer Metallhülse besteht. Die Kunststoffhülse selbst weist keine eigene Versteifung auf. Die dünnwandige zylindrische Innenhülse liegt dabei mit ihrer metallischen Bohrungsfläche direkt auf der Mantelfläche der Welle auf. Dadurch kann bei den unvermeidlichen Mikrobewegungen zwischen den metallischen Paßflächen Passungsrost entstehen. Obwohl die Innenhülse axial geschlitzt ist und sich dadurch an die Welle anschmiegen kann, ist keine ausreichende Dichtwirkung gegeben. Es muß deshalb mit dem Eindringen von Feuchtigkeit gerechnet werden.
Bei einer anderen bekannten Methode zur Befestigung eines Lagers auf einer Welle wird eine konische Befestigungshülse auf die Welle geschoben, das Lager mit entsprechender konischer Bohrung über die Hülse geschoben und mit einer Mutter und entsprechendem Gewinde auf der Hülse verspannt. Mit einer solchen Hülse kann zwar eine zuverlässige Befestigung erfolgen, jedoch müssen sowohl die konische Bohrung des zu befestigenden Teils als auch die konische Hülse äußerst genau gefertigt werden, so daß sich insgesamt eine relativ teuere Lösung ergibt. Auch hierbei entsteht Passungsrost, der, hervorgerufen durch das Eindringen von Feuchtigkeit, schon nach kurzer Gebrauchsdauer auftreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Befestigungshülse zu schaffen, die bei gleichen oder besseren Befestigungseigenschaften einfach und billig herzustellen ist und mit der im eingebauten Zustand die Bildung von Passungsrost unterbieibt
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Blechkcrper allseits bis auf ein freies axiales Ende mit einer Kunststoffmasse umspritzt ist
Der Blechkörper der Befestigungshülse ist in erster Linie als Verstärkung für die um sie gespritzte Kunststoffmasse gedacht, hat aber darüber hinaus die Aufgabe, die Kräfte aufzunehmen und zu übertragen, die für die Axialverschiebung der Befestigungshülse, insbesondere bei der Montage erforderlich sind. Ein axiales Ende des Blechkörpers ist hierbei frei von Kunststoffmasse und weist eine metallische Oberfläche auf, um eine ausreichende Festigkeit für die Krafteinleitung bei der Montage zu haben. Der Blechkörper ist in axialer Richtung geschlitzt, um die Durchmesserveränderung der Befestigungshülse bei der Montage und darüber hinaus Toleranzen von Welle und zu befestigendem Teil ausgleichen zu können. Die um den Blechkörper der Befestigungshülse gespritzte Kunststoffmasse ist so ausgewählt, daß bei ausreichend mechanischer und thermischer Festigkeit ein gewisses Maß an plastischer Verformbarkeit gegeben ist, wodurch einerseits Toleranzen der Konuswinkel und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche ausgeglichen werden, andererseits eine Abdichtung gegen Eindringen von Feuchtigkeit erzielt wird. Auf diese Weise kann auch nach langer Gebrauchsdauer kein Passungsrost entstehen. Darüber hinaus ist durch den automatischen Toleranzausgleich während der Montage eine extrem genaue Fertigung aller Teile nicht erforderlich, wodurch sich eine einfachere und preisgünstigere Fertigung ergibt. Für das Umspritzen können verschiedene Werkstoffe, wie Epoxy-Harze, Polyester mit und ohne Faserverstärkung verwendet werden. Außer Kunststoff sind auch andere Materialien denkbar. Der Blechkörper ist z. B. aus handelsüblichen Blech durch Pressen hergestellt. Die konische Form der Befestigungshülse entsteht durch unterschiedlich starken Auftrag der Plastikmasse in axialer Richtung beim Spritzvorgang und wird durch die Form und Abmessungen des Spritzwerkzeuges bestimmt. Hierbei können je nach Anwendungsfall die äußere Mantelfläche oder/und die innere Bohrungsfläche der Befestigungshülse einen konischen Verlauf erhalten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Blechkörper radial nach innen und/oder außen gerichtete Ausprägungen auf.
Die Ausprägungen sind so dimensioniert, daß sie an den Flächen der Spritzform anliegen. Dadurch ist der Blechkörper beim Umspritzen mit Kunststoffmasse in der Form exakt zentriert und kann z. B. durch die Bewegung der Kunststoffmasse oder durch thermische Kräfte nicht aus seiner Position verschoben werden. Darüber hinaus ergeben die Ausprägungen bei der Montage der Befestigungshülse ideale Führungspunkte auf der Welle und/oder auf der Bohrungsfläche des zu befestigenden Teiles, wodurch ein Verkanten der Befestigungshülse beim Einpressen sicher vermieden wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Blechkörper Durchbrüche auf. Diese wirken als Druckausgleichskanäle beim Spritzvorgang und ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffes. Darüber hinaus wird dadurch eine Materialverbindung
der inneren und äußeren Kunststoffschicht der Befestigungshülse geschaffen, wodurch die Verbindung zwischen Blechkörper und Kunststoff verstärkt wird und ein Lösen der Kunststoffschichten bei der starken Beanspruchung während der Montage siehe- vermieden wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befinden sich an den durchbrochenen Stellen des Blechkörpers radial nach innen und/oder außen gerichtete Blechfahnen. Beim Perforieren des BlechlSrpers ist es arch möglich, Blechfahnen stehen zu lassen und diese nach außen oder innen so abzubiegen, daß ihre Enden Anlagepunkte für das Spritzgießwerkzeug bilden. Auf diese Weise kann damit das gleiche erzielt werden wie mit den weiter oben beschriebenen is Ausprägungen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Befestigungshülse mit einer zweiten entsprechend axial konisch verlaufenden Hülse zusammenwirkend angeordnet Insbesondere für die Befestigung von Teilen mit zylindrischer Bohrung werden zwei konische Hüisen verwenden. Die äußere Hülse weist dabei eine axial konisch verlaufende Bohrung auf während der Mantel der inneren Hülse entsprechend konisch ist. Die Befestigung erfolgt durch gegenläufiges Verschieben beider Hülsen, wobei, wie oben beschrieben, die Kraft durch axiales Drücken an den freien Enden der Hülsen einwirkt oder mit einer Gewindemutter erzeugt werden kann.
Der Blechkörper kann mit wenig Aufwand und billig aus handelsüblichem Blech gestanzt und geformt werden, wobei ggf. Durchbrüche, Blechfahnen, Ausprägungen oder Gewindegänge in einem Arbeitsgang gebildet werden können.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die beschriebenen Befestigungshülsen zwischen Maschinenteilen und Wellen. Ebenso können entsprechende Hülsen mit gleicher Funktion für die Befestigung von Teilen in Bohrungen und dgl. verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Teilansicht einer Befestigungshülse im Längsschnitt,
F i g. 2 eine Teilansicht der Spritzform mit Befestigungshülse im Längsschnitt,
Fig. 3 die Befestigung eines Kugellagers mit zylindrischer Bohrung und zwei Hülsen,
Fig. 4 die Befestigung eines Kugellagers durch zwei Hülsen mit Gewinde und Mutter,
Fig. 5 die Befestigung eines Pendelkugellagers mit einer Hülse und Blechmutter,
Fig. 6, 7 weitere Ausführungsformen von Befestigungshülsen.
Die in F i g. 1 gezeigte Befestigungshülse besteht aus einem Blechkörper 1, der mit Durchbrüchen 3 und Ausprägungen 5 versehen ist. Der Blechkörper 1 ist mit einer Kunststoffmasse 2 umspritzt, so daß sich eine äußere Schicht mit zylindrischer Mantelfläche 6 und eine innere Schicht mit konischer Bohrur.gsfläche 7 ergibt. Beide Schichten sind durch die Durchbrüche 3 hindurch miteinander verbunden. Das eine Ende 4 des Blechkörpers 1 ist frei von Kunststoffmaterial, um eine metallische, widerstandsfähige Fläche für die Krafteinleitung bei der Montage zu erhalten. Das andere axiale Ende 8 ist mit Kunststoff umspritzt. Die axiale Position des Blechkörpers 1 in der Spritzform ist während des Spritzvorganges durch Tragelemente festgelegt, die in der Kunststoffmasse Ausnehmungen 9 hinterlassen. Der Blechkörper 1 weist an seinem Umfang verteilt eine Anzahl von Ausprägungen 5 auf, die ihn in der Spritzform positionieren. In axialer Richtung weist der Blechkörper 1 einen Schlitz 11 auf. Beim Spritzvorgang wird in diesen ein keilförmiges, rum Spritzwerkzeug gehörendes Teil 10 eingelegt, so daß die Befestigungshülse in axialer Richtung durch einen Zwischenraum 12 unterbrochen ist
Die in Fig.2 dargestellte Spritzforru besteht aus einem Dorn 13, einem Mantel 14 und einem Boden 15, der gleichzeitig als Auswerfer für die Befestigungshülse dient und die Anlage 16 für den Blechkörper 1 bildet Der Blechkörper 1 liegt weiterhin mit den Ausprägungen 5 am Dorn 13 und am Mantel 14 an, wodurch eine exakte Positionierung erzielt wird. Am Dorn 13 sind am Umfang verteilt Anlageelemente 17 angebracht die den Blechkörper 1 auch in der anderen axialen Richtung positionieren und sicherstellen, daß dieser ausreichend in die Spritzform eingeführt ist und die gegenüberliegende Anlage 16 erreicht hat. Der Boden 15 und der Mantel 14 weisen kleine Radien 18 auf, wodurch ein leichtes Einführen und Zentrieren des Blechkörpers 1 ermöglicht wird. Nach dem Einlegen des Blechkörpers 1 und Schließen der Spritzform mit dem Dorn 13 und dem daran befindlichen Deckel entsteht eine Einspritzöffnung 20. Durch diese wird die Kunststoffmasse gespritzt und an einem Teil 19 vorbeigeführt, das ein Eindringen zu beiden Seiten des Blechkörpers ermöglicht, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Kunststoffmasse erreicht und eine Verformung des Blechkörpers 1 verhindert wird. Die Durchbrüche 3 wirken hierbei gleichzeitig als Druckausgleich- und Verteilkanäle.
Das in Fig.3 gezeigte Kugellager hat einen Innenring 41 mit zylindrischer Bohrung. Die Befestigung wird deshalb mit zwei konischen Hülsen 43 vorgenommen, die durch Krafteinwirkung an den freien Enden 44 gegenläufig axial verschoben werden. Wie die anderen vorher beschriebenen Ausführungen weisen die Blechkörper 42 Durchbrüche 3 und Ausprägungen 5 auf und sind mit Kunststoffmasse 2 umspritzt.
Fig.4 zeigt die gleiche Befestigung mit zwei gegenläufigen Hülsen 56 wie in F i g. 4. Die innere Hülse ist jedoch langer ausgeführt und ein Befestigungsabschnitt 52 mit Gewinde am freien Ende 53 angebracht. Die axiale Verschiebung wird mit einer Mutter 51 erzeugt, die mit ihrer Stirnseite gegen das freie Ende 55 der äußeren Befestigungshülse 56 drückt.
F i g. 5 zeigt die Befestigung eines Lagers mit einer Hülse 65 auf deren freien Ende 60 des Blechkörpers 61 eine Schraubenfeder 62 als Gewinde angebracht wurde. Ein aus Blech gefertigtes Teil 63 mit radial nach innen gerichteten und in Umfangsrichtung zu einem entsprechenden Gewindegang abgebogenen Blechfahnen 64 wird als Mutter verwendet. Der Blechkörper 61 ist an den Stellen 66 durchbrochen, wobei die ausgeklinkten Blechfahnen 67 und 68 nach innen und außen abgebogen sind, so daß sie Anlagepunkte in der Spritzform bzw. Gleitpunkte bei der Montage bilden.
In F i g. 6 ist die Befestigung eines Pendelkugellagers mit konischer Bohrung dargestellt Der Durchmesser der Welle ist sehr viel kleiner als die Lagerbohrung. Aus diesem Grund wurde eine Befestigungshülse mit relativ großer Wandstärke verwendet, die zwei konzentrisch angeordneten Blechkörper 71 sind gemeinsam mit Kunststoffmasse 2 umspritzt. Die Befestigung erfolgt mit einer Mutter und einem am freien Ende 75 der inneren Hülse 71 angebrachten Befestigungsabschnitt 76.
F i g. 7 zeigt die Befestigung eines Pendelkugellagers mit zylindrischer Bohrung. Es sind daher zwei konische Befestigungshülsen 81 und 82 eingesetzt, die gegeneinander mit einer Blechmutter 86, wie in Fig.6 dargestellt, verschoben werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Si ti' Patentaiisprfiche:
1. Befestigungshülse für Maschinenteile wie Lager, Kupplungen oder Getrieberäder auf einer Welle, bestehend aus einem axial geschlitzten Blechkörper und einem damit verbundenen Kunststoffmantel mit einer konisch ausgebildeten Umfangsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper (1, 42, 54, 61, 71, 83) allseits bis auf ein freies axiales Ende (4, 30, 44, 53, 55, 60, 75, 84) mit einer Kunststoffmasse (2) umspritzt ist.
2. Befestigungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper (1, 42, 71, 83) radial nach innen und/oder außen gerichtete Ausprägungen (5) aufweist
3. Befestigungshülse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper (1, 42,54,61,71,83) Durchbrüche (3,66) aufweist.
4. Befestigungshülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den durchbrochenen Stellen (66) des Blechkörpers (61) radial nach innen und/oder außen gerichtete Blechfahnen (67, 68) vorgesehen sind.
5. Befestigungshülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer zweiten entsprechend axial konisch verlaufenden Hülse (43,56,81) zusammenwirkend angeordnet ist.
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