DE3112754C2

DE3112754C2 - Befestigung von Lagern

Info

Publication number: DE3112754C2
Application number: DE3112754A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8720 Schweinfurt Hüber
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1983-11-10
Also published as: GB2095769A; IT8219169A0; FR2503294A1; FR2503294B1; IT8220530V0; DE3112754A1; IT1149475B; GB2095769B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigung eines Lagers in einem Leichtmetallgehäuse. Um bei ansteigender Temperatur ein Lösen des Lagers vom Leichtmetallgehäuse zu vermeiden, ist eine Hülse vorgesehen, die in einer Bohrung das Lager aufnimmt und die mit einer weiteren Bohrung auf dem Mantel eines zylindrischen Vorsprungs des Leichtmetallgehäuses sitzt. Das sich stärker ausdehnende Leichtmetallgehäuse bewirkt dadurch bei ansteigender Temperatur einen festeren Sitz.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Lagern, insbesondere des Außenrings eines Wälzlagers, in einem Gehäuse aus Leichtmetall oder anderem Werkstoff mit entsprechendem Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer das Lager bzw. den Außenring des Lagers am Mantel aufnehmenden, am Gehäuse befestigten Stahlhülse.

Durch die starken Forderungen nach geringem Gewicht, insbesondere bei Fahrzeugen, werden immer häufiger Leichtmetallgehäuse verwendet. Die in den meisten Fällen aus Stahl bestehenden Lager haben jedoch einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Leichtmetallgehäuse, so daß sich bei stark ansteigender Temperatur, beispielsweise im Hinterachsgehäuse oder im Motor eines Fahrzeuges zwischen dem Lager oder seinem Außenring und seiner Sitzfläche im Leichtmetallgehäuse ein Spalt bildet, wodurch sich das Lager oder der Außenring mitdrehen oder axial verschieben kann. Ein großer Verschleiß und frühzeitiger Ausfall ist die Folge, ganz abgesehen davon, daß dadurch die Führungsgenauigkeit des Lagers und der darin gelagerten Teile nachteilig verändert wird. Um das Problem zu beseitigen, wird üblicherweise ein festerer Sitz mit höherer Preßpassung vorgesehen. Dieser Maßnahme sind jedoch insofern Grenzen gesetzt, als Leichtmetall im allgemeinen spröde ist und bei starker Überdehnung insbesondere bei niedrigen Temperaturen Materialrisse entstehen, die ebenfalls einen frühzeitigen Ausfall der Lagerung bewirken.

Es ist durch die DE-OS 24 27 688 bekannt, zwischen einem Lager und der Gehäusebohrung eine Hülse aus austhenitischem Stahl vorzusehen. Diese hat einen Ausdehnungskoeffizienten, der zwischen dem des Leichtmetallgehäuses und dem des Lagers liegt. Es wird im Prinzip eine Aufteilung der beim Ansteigen der Temperatur auftretenden Dehnungsdifferenz auf zwei Fugen erreicht. Dadurch kann zwar verhindert werden, daß schon bei geringfügig erhöhten Temperaturen ein Spalt zwischen dem Lager und dem Leichtmetallgehäuse entsteht, es bleibt jedoch der Nachteil, daß mit ansteigender Temperatur der Sitz des Lagers zunehmend loser wird. Bei hochbeanspruchten Lagerungen können dadurch Fehler auftreten.

Durch die AT-PS 1 78 768 ist ein Einlegering für Lagerkörper aus Leichtmetall bekannt, der bei der Fertigung des Lagerkörpers miteingegossen wird, wobei ein kleiner Abschnitt eines freien Ringendes sowohl radial innen als auch außen von Leichtmetall umgeben ist Eine ausreichende Befestigung ist dabei nur möglich, wenn dieser Abschnitt entsprechend weit in das Leichtmetallgehäuse des Lagerkörpers hineinragt, d. h. weit über die Seitenfläche des Lagers hinwegsteht Dadurch wird jedoch zusätzlicher axialer Bauraum benötigt, der in den meisten Fällen nicht akzeptiert werden kann. Abgesehen davon, dient der Abschnitt des bekannten Gegenstandes nicht zur Befestigung des Lagers. Der eigentliche Lag ersitz wird durch einen rohrförmigen, über die gesamte Breite des Lagers sich erstreckenden Vorsprung gebildet durch den. wie oben schon angeführt, mit ansteigender Temperatur der Sitz des Lagers zunehmend loser wird.

Durch die DE-AS 10 68 516 ist ein Gleitlager bekannt, bei dem zum Zweck seiner gleichmäßigen Ausdehnung bei Temperaturerhöhung axial über die Seitenflächen des Gleitlagers hinwegstehende Ringstege vorgesehen sind. Diese umgreifen den Stützkörper radial außen unter Zwischenschaltung von Ringen höherer Wärmedehnung. Auch hier wird zusätzlicher axialer Bauraum benötigt.

Eine andere Lösung ist durch das DE-GM 17 25 127 bekannt. Der bei dieser Ausführung über dem Lagersitz aufgezogene oder aufgeschrumpfte Stahlring ist jedoch als Bewehrung für das Leichtmetallgehäuse vorgesehen und gelangt mit dem Lager selbst nicht in Berührung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Befestigung eines Lagers konstruktiv so zu gestalten, daß die feste Verbindung des Lagers bzw. des Außenringes mit dem Gehäi^e bei ansteigender Temperatur nicht loser wird.

Die Aufgabe wird dadurch geiöst, daß die Hülse im Längsschnitt im wesentlichen das Profi! eines liegenden U aufweist und in radialer Richtung gegenüber dem Gehäuse ausschließlich mit der Innenfläche ihres äußeren zylindrischen Abschnitts auf der Mantelfläche eines Vorsprunges des Gehäuses festgelegt ist.

Die Hülse ist beispielsweise aus Stahl gefertigt und hat den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Lager. Sie nimmt einerseits in ihrer Bohrung den Außenring des Lagers auf und sitzt andererseits mit der Innenfläche ihres äußeren zylindrischen Abschnitts auf der Mantelfläche eines am Leichtmetallgehäuse angeordneten Vorsprunges. Da sich das Leichtmetallgehäuse gegenüber der Hülse bei ansteigender Temperatur stärker ausdehnt, erhält die Hülse vorteilhafterweise einen noch festeren Sitz. Ein Lösen des Außenringes ist somit ausgeschlossen. Ein radial gerichteter Flansch kann dabei an einer Seite der Hülse als Anlagefläche für den Außenring vorgesehen werden. Durch das U-förmige Profil kann die Hülse Vorsprüngen mit verschiedenen Durchmessern angepaßt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt der radial verlaufende Abschnitt der U-förmig profilierten Hülse mit seiner inneren Radialfläche an der Stirnseite des Vorsprunges des Gehäuses an.

Der von der Mantelfläche des Außenringes aus nach außen gerichtete mittlere Abschnitt des U-förmigen Profils erhöht im großen Maß die Steifigkeit der Hülse.

Die U-förmig profilierte Hülse ermöglicht eine axial platzsparende Anordnung des Lagers innerhalb der Bohrung des Vorsprunges.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen der Außenfläche des inneren zylindrischen Abschnitts der Hülse und einer Bohrungswandung des Vorsprunges des Gehäuses ein Ringspalt vorgesehen.

Damit ist sichergestellt daß bei allen thermischen Vorgängen im gesamten Leichtmetallgehäuse und im Lager nur die Bohnmgsfläche der Hülse als Sitzfläche auf dem Vorsprung wirksam ist und das Lager selbst nicht radial verspannt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispieles beschrieben.

Die einzige Figur zeigt die Befestigung eines Kegelrollenlagers in einem Leichtmetallgehäuse mit einer U-förmig profilierten Hüise im Schnitt.

Eine Welle 1 ist in einem Leichtmetallgehäuse mittels eines Kegelrollenlager 2 gelagert Der Außenring 3 ist mit einer Hülse 4 aus Stahl an einem ringförmigen Vorsprung 5 des Leichtmetallgehäuses befestigt Die Hülse 4 weist im Längsschnitt ein im wesentlichen U-förmiges Profil auf, wobei der innere zylindrische Abschnitt 6 den Außenring 3 am Mantel aufnimmt und sein freies Ende in einen radial nach innen gerichteten Flansch 7 ausläuft. Der Außenring 3 ist in die Bohrung des zylindrischen Abschnitts 6 der Hülse 4 eingepreßt und liegt mit seiner Seitenfläche am Flansch 7 der Hülse 4 an. Der mittlere Abschnitt 8 des U-Profiles ist als radial nach außen gerichteter Flansch ausgebildet der mit setner innenliegenden Radialfläche an der Stirnseite 10 des ringförmigen Vorsprunges 5 anliegt Der äußere zylindrische Abschnitt 11 des U-Profiles umgibt den Mantel des ringförmigen Vorsprunges 5 des Leichtmetallgehäuses, wobei die Bohrungsfläche 12 des äußeren zylindrischen Abschnittes der Hülse 4 mit der zylindrischen Mantelfläche des Vorsprunges 5 eine Preßverbindung bildet Zwischen der Bohrungsfläche des Vorsprunges 5 und der Mantelfläche des innerer. Abschnittes 6 der Hüise 4 ist über den gesamten Umfang ein Spalt 13 vorgesehen. Bei axialer Belastung des KegelroUenlagers 2 stützt sich der Außenring 3 am radial nach innen gerichteten Flansch 7 der Hülse 4 ab. Die Hülse 4 selbst stützt sich mit dem mittleren Abschnitt 8 an der Stirnseite 10 des Vorsprunges 5 ab.

Bei ansteigender Temperatur im Leichtmetallgehäuse vergrößert sich infolge des größeren Temperaturkoeffizienten von Leichtmetall der Durchmesser des Vorsprunges 5 mehr als der des Kegelrollen.agers 2 und der Hülse 4, die beide aus Stahl bestehen. Die Preßverbindung zwischen Hülse 4 und Vorsprung 5 kann sich deshalb nicht lösen, sondern verfestigt sich ^iit ansteigender Temperatur.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigung von Lagern, insbesondere des Außenrings eines Wälzlagers, in einem Gehäuse aus Leichtmetall oder anderem Werkstoff mit entsprechendem Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer das Lager bzw. den Außenring des Lagers am Mantel aufnehmenden, am Gehäuse befestigten Stahlhülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) im Längsschnitt im wesentlichen das _t0 Profil eines liegenden U aufweist und in radialer Richtung gegenüber dem Gehäuse ausschließlich mit der Innenfläche (12) ihres äußeren zylindrischen Abschnitts (U) auf der Mantelfläche eines Vorsprunges (5) des Gehäuses festgelegt ist υ

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial verlaufende Abschnitt (8) der U-förmig profilierten Hülse (4) mit seiner inneren Radialfläche an der Stirnseite (!0) des Vorspruüges (5) des Gehäuses anliegt.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenfläche des inneren zylindrischen Abschnittes (6) der Hülse (4) und einer Bohrungswandung des Vorsprunges (5) des Gehäuses ein Ringspalt (13) vorgesehen ist.