DE3701870A1 - Anordnung zur lagerbefestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Wälzlager werden üblicherweise dort eingesetzt, wo ein Lager­ aufnahmeteil sich möglichst reibungsarm um eine Achse bzw. wo eine Welle sich möglichst reibungsarm in einem Lageraufnahmeteil drehen soll. Dazu ist es erforderlich, sowohl den Außenring des Wälzlagers in der Lageraufnahme als auch den Innenring des Wälz­ lagers auf der Achse bzw. Welle in Drehrichtung festzusetzen, damit nicht unerwünschterweise eine Reibbewegung zwischen dem Außenring und der Lageraufnahme bzw. dem Innenring und der Achse/Welle auftreten kann. Während bei Gleitlagern sowohl die äußeren als auch die inneren Lagerschalen aufgepreßt, aufge­ klebt oder in anderer Weise starr mit Achse/Welle bzw. Lager­ aufnahme verbunden werden können, ist eine solch einfache Be­ festigungsart bei Wälzlagern nicht möglich; Gleitlager erlauben nämlich naturgemäß auch eine - z. B. durch unterschiedliches Wärmedehnungsverhalten verursachte - Längsbewegung der Achse/ Welle gegenüber der Lageraufnahme, während bei Wälzlagern eine solche Axialbewegung ausgeschlossen ist. Es ist deshalb üblich, entweder den Innenring oder den Außenring des Wälzlagers starr, z. B. mittels eines Klebers, zu befestigen, den jeweils anderen Ring jedoch nur mit Hilfe erhöhter Reibung zu fixieren. Diese gegenüber der Abrollbewegung des Wälzlagers hohe Reibungskraft verhindert, daß der Ring auf seinem Lagersitz in Umdrehungs­ richtung eine Gleit- bzw. Reibbewegung ausführt, erlaubt aber eine Axialverschiebung des Lagersitzes gegenüber dem Ring.

Um eine solche erhöhte Reibung zu erzeugen, ist es bekannt, im Bereich des Lagersitzes ein unter Federkraft stehendes Element anzuordnen, das in radialer Richtung auf den darübergeschobenen Ring des Wälzlagers eine Kraft ausübt und damit einen strammen Sitz des Lagerringes auf der Achse/Welle bzw. in der Lagerauf­ nahme bewirkt. Ein solches Element kann z. B. von einer Kugel gebildet sein, die in einer Radialbohrung im Bereich des La­ gersitzes einer Welle angeordnet ist, wobei zwischen der Kugel und dem Bohrungsgrund eine Schraubenfeder eingefügt ist.

Die Nachteile dieser bekannten Lösungen sind insbesondere darin zu sehen, daß in vielen Anwendungsfällen, z. B. bei dünnen Wellen, Hohlwellen oder dünnwandigen Lageraufnahmen, der für ei­ ne solche Anordnung notwendige Raum nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine nur geringe Ein­ bautiefe aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich darüberhinaus aus den Unteransprüchen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß eine nur flache Ringnut in der Achse oder Welle bzw. in der Lageraufnahme untergebracht zu werden braucht, die zudem noch zusammen mit den Arbeitsgängen für die Herstellung des Lager­ sitzes, d. h. in ein und derselben Bearbeitungsmaschine in der gleichen Einspannung hergestellt werden kann. Diese Art der Lagerbefestigung ist somit auch bei relativ dünnwandigen Lagersitzen anwendbar und zudem in der Herstellunq besonders billig. Ein weiterer Kostenvorteil läßt sich dadurch erreichen, daß ein handelsüblicher O-Ring (d. h. ein Ring aus elastischem Material mit gleichmäßigem, etwa kreisförmigem Querschnitt) verwendet werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Bereich des Lagersitzes einer Welle,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Welle gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Welle der Fig. 1 und 2 mit montiertem Lager,

Fig. 4 eine andere Art der Lagermontage und

Fig. 5 und 6 weitere Ausführungsformen der Lagerbefestigung.

In Fig. 1 ist eine Welle 1 dargestellt, die mit einer konzen­ trischen Ringnut 2 versehen ist. In die Ringnut 2 eingelegt ist ein aus einem elastischen Material hergestellter Ring 3, der hier einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweist. Hierfür kann mit Vorteil ein unter der Bezeichnung O-Ring bekannter Gummi- oder Kunststoffring verwendet werden, wie er insbesonde­ re auch für Dichtungszwecke bekannt ist.

Die Ringnut 2 weist einen solchen Querschnitt auf, daß der elastische Ring 3 auf drei Seiten eingefaßt ist und über die Welle 1 nicht hinausragt. Bevor der elastische Ring 3 überge­ streift worden ist, ist eine Einlage 4 in die Ringnut 2 einge­ legt worden (Fig. 2), die zur Folge hat, daß der elastische Ring 3 über einen Teilbereich des Nutumfanges angehoben wird und solcherart über den äußeren Umfang der Welle 1 hinausragt.

Fig. 3 zeigt die Anordnung in fertigmontiertem Zustand, wobei ersichtlich ist, daß der mit der Ringnut 2 versehene Bereich der Welle 1 den Lagersitz für ein Wälzlager 5 bildet. Der Außenring 6 des Wälzlagers 5 ist in einer Lageraufnahme 8 mit Hilfe eines Klebers befestigt, wobei eine Schulter 9 in der Lageraufnahme 8 sowie ein Sicherungsring 10 den Außenring 6 zusätzlich in der axialen Richtung festlegen. Der Innenring 7 des Wälzlagers 5 ist hingegen lediglich auf die Welle 1 aufge­ schoben, wobei der elastische Ring 3 - soweit er vor der Montage über die Außenkontur der Welle 1 überstand - in die Ringnut 2 verdrängt worden ist. Der elastische Ring 4 übt dadurch auf den Innenring 7 des Wälzlagers 5 eine radial gerichtete Kraft aus, die den Innenring 7 daran hindert, sich relativ zur Welle 1 zu drehen.

Alternativ zur starren Festsetzung des Lagers 5 in der Lagerauf­ nahme 8 kann die Anordnung selbstverständlich auch umgekehrt aufgebaut sein (Fig. 4). Der Innnenring 7 des Wälzlagers 5 ist dann mittels eines Klebers, eines Preßsitzes o.ä. auf einer Welle befestigt, wobei ebenfalls zur zusätzlichen axialen Lage­ sicherung eine Schulter 12 der Welle 11 als axialer Anschlag für den Innenring und ein Sicherungsring auf der anderen Seite des Innenrings 7 vorgesehen sein können. Bei dieser Ausführungs­ form ist in der Lageraufnahme 14 eine Ringnut 15 eingestochen, in die, ebenfalls nach Einfügung einer Einlage 16, wiederum ein elastischer Ring 17 eingelegt worden ist. Wie der Fig. 4 un­ schwer entnommen werden kann, ist der elastische Ring 17 auch hier im Bereich der Einlage 16 vom Außenring 6 des Wälzlagers 5 in die Nut hinein verdrängt worden und übt solcherart eine ra­ dial nach innen gerichtete Kraft auf den Außenring 6 des Wälz­ lagers 5 aus. Auch hier können sich somit Welle 11 und Lager­ aufnahme 14 axial zueinander verschieben.

In der Variante der Fig. 5 ist in die Welle 1 eine exzentrische Ringnut eingestochen, wodurch der elastische Ring 18 ohne Ein­ fügung einer besonderen Einlage über einen Teilbereich seines Umfanges aus der Ringnut herausragt. Wie ohne weiteres ersicht­ lich ist, wird auch durch eine solche Lösungsform die zu den Fig. 1 bis 4 erläuterte Wirkung erreicht.

Alternativ kann selbstverständlich auch ein elastischer Ring 19 verwendet werden, der über einen Teilbereich seines Um­ fanges eine größere radiale Dicke aufweist. In diesem Falle ist wieder eine konzentrische Ringnut auf der Welle 1 bzw. - wenn die Freiheit für eine Axialverschiebung des Lagers in der Lageraufnahme gewährt werden soll - in der Lageraufnahme ausreichend.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Verwendung von elastischen Ringen mit kreisförmigem Querschnitt be­ schränkt; es können vielmehr beliebige andere Querschnitte ge­ wählt werden, ohne daß deshalb die Funktionsfähigkeit beein­ trächtigt wäre. Desgleichen ist die Anwendung nicht auf eine Anordnung aus (sich drehender) Welle und feststehende Lager­ aufnahme beschränkt; die Wirkungsweise der Erfindung ist viel­ mehr unabhängig davon, welches der Bauteile jeweils eine Dreh­ bewegung ausführt.

Claims (5)

1. Anordnung zur radialen Festsetzung des Innenringes eines Wälzlagers auf einer Welle bzw. seines Außenringes in einer Lageraufnahme durch ein im Bereich des Lagersitzes ange­ ordnetes, eine radiale Kraftkomponente erzeugendes Element, die auf den Innenring des auf die Welle aufgeschobenen bzw. auf den Außenring des in die Lageraufnahme eingeschobenen Wälzlagers einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Welle (1) bzw. der La­ geraufnahme (14) im Bereich des Lagersitzes eine Ringnut (2, 15) vorgesehen ist, in die ein aus elastischem Material bestehender Ring (3, 17, 18, 19) eingelegt ist, wobei der Ring (3, 17, 18, 19) bei nicht montiertem Wälzlager (5) auf einem Teilbereich des Nutumfanges über die Welle (1) bzw. die Lageraufnahme (14) übersteht, und daß der überstehende Teil des elastischen Ringes (3, 17, 18, 19) bei montiertem Wälzlager (5) unter elastischer Verformung in die Ringnut (2, 15) verdrängt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine konzentrisch zur Welle (1) bzw. Lageraufnahme (14) verlaufende Ringnut (2, 15) vorge­ sehen ist, in der eine sich über einen Teilbereich des Nut­ grundes erstreckende Einlage (4, 16) unter dem elastischen Ring (3, 17) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine exzentrisch zur Drehachse des Wälzlagers (5) verlaufende Ringnut in der Welle (1) bzw. der Lageraufnahme vorgesehen ist, die über einen Teil­ bereich ihres Umfangs eine Nuttiefe aufweist, die kleiner als die radiale Dicke des elastischen Ringes (18) ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (3, 17, 18) aus elastischem Material mit gleichmäßigem, etwa kreisförmigem Querschnitt (sog. O-Ring) vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (19) aus elastischem Material mit in radialer Richtung ungleichförmiger Dicke vorgesehen ist, wobei in einem Teilbereich seines Umfangs die radiale Dicke (20) größer ist als die Tiefe der Ring­ nut.