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Dokumentenidentifikation DE3834471C2 25.10.1990
Titel Befestigung einer Buchse in einer Nabe für ein Bauteil mit umlaufender Last
Anmelder MAN Gutehoffnungshütte AG, 4200 Oberhausen, DE
Erfinder Schröder, Walter, Dipl.-Ing., 4235 Schermbeck, DE;
Kempken, Günter, 4200 Oberhausen, DE
DE-Anmeldedatum 11.10.1988
DE-Aktenzeichen 3834471
Offenlegungstag 12.04.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.10.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.1990
IPC-Hauptklasse F16C 33/08
IPC-Nebenklasse F16C 33/10   B66B 15/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die formschlüssige Befestigung einer Buchse in einer Nabe für ein Bauteil mit umlaufender Last durch Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen Buchse und Nabe mit aushärtendem Gießharz, wobei die Buchse mit einer Außenverzahnung versehen ist.

Auswechselbare Gleit- oder Verschleißbuchsen werden möglichst spielfrei in die Naben eingesetzt und müssen nach dem Einsetzen gegen axiale Verschiebung und gegen Verdrehung gesichert sein. Diese Sicherung geschieht üblicherweise mit Hilfe einer Paßfeder oder einem anderen geeigneten Sperrelement. Die Verwendung von mehreren Paßfedern od. dergl. am Umfang ist in der Regel nicht möglich, weil die Nuten in Buchse und Nabe nicht fluchten würden.

Die axiale Befestigung der Buchse in der Nabe zur Aufnahme der Schubkräfte erfolgt durch Bunde.

Eine andere Sicherungsmöglichkeit besteht darin, daß die Buchse eingeschrumpft wird. Die Buchse erhält dazu am Außendurchmesser ein Übermaß und wird mit Stickstoff unterkühlt in die Nabe eingesetzt.

Eine weitere Sicherungsmöglichkeit kann durch Kerbverzahnung, Vielkeilwellen od. ähnl. erreicht werden. Die Durchführung dieser Sicherungsart ist jedoch sehr aufwendig und entsprechend teuer. Sie ist auch bei Bauteilen mit extrem großen Abmessungen, beispielsweise Seilscheiben für eine Bergbau-Schachtförderanlage, gar nicht möglich, weil die Bearbeitungsmaschine ein Bauteil von mehreren Metern Durchmesser gar nicht aufnehmen kann.

Als Material für Seilscheibenbuchsen werden Bronzen, Rotguß etc. verwendet. Die Elastizitätsmodule sind bei diesem Buchsenmaterial nur halb so groß wie bei Stahl und insofern ist die Buchse doppelt so elastisch wie der Nabenwerkstoff (Stahl). Bei umlaufender Last wälzt sich die Achse innerhalb des erforderlichen Spiels zur Buchse auf dieser ab. Dieser Vorgang gleicht dem Abrollen eines Rades auf einem elastischen Untergrund oder auch dem Abrollen des Nudelholzes auf dem Backteig. In Rollrichtung bildet sich vor dem Rad ein Wulst aus elastischem Material, d.h. das Rad nimmt quasi Material mit. Übertragen auf das Beispiel der Seilscheibe bedeutet dies, daß sich die Buchse drehen will. Wenn nun dieser entstandene Materialwulst über die Paßfeder springt, wird die Paßfeder mit hohem Druck in der Buchsennut verspannt. Im Laufe der Zeit wird dann diese Nut im festeren und weit weniger komprimierbaren Nabenwerkstoff ausgeschlagen. Beim Beispiel der Seilscheibe wird diese Wirkung durch die ständige Drehrichtungsänderung bei einer Bergbau-Schachtförderanlage verstärkt. Der Austausch von Buchsen, insbesondere bei zuvor genannten Bauteilen, ist zeit- und kostenaufwendig.

Bei geschrumpften Buchsen ist ein ähnlicher Verschleißvorgang zu beobachten. Durch das ständige Walken ermüden die Schrumpfspannungen, die Buchse wird locker und dreht sich in der Nabe. Da die Schmierung durch die Nabe erfolgt, fluchten nach dem Verdrehen der Buchse die Schmierbohrungen nicht mehr und die Buchse ist in kürzester Zeit zerstört.

Aus der US-PS 34 51 736 ist es bekannt, bei einem Wälzlager nach Einsetzen des Lagers in die Lagergehäusebohrung den Zwischenraum zwischen Lager und Gehäuse mit aushärtendem Kunstharz auszufüllen, womit das Lager gegen Verdrehen gesichert ist.

In dem JP-Abstr. zu 54-1 06 747 wird die Anbringung einer Innenverzahnung an einer Buchse beschrieben. Mit Hilfe eines mit Außenverzahnung versehenen Rohres und nach Einlegen von Gegenzähnen in die Außenverzahnung wird das Rohr in die Buchse eingesteckt und werden durch Eingießen von Kunstharz in die Zwischenräume die Gegenzähne am Innenmantel der Buchse befestigt.

Die DE 31 48 191 A1 beschreibt die Lagerung für eine in zwei Kugellagern in einem Gehäuse gehaltene Welle mit einem Lager als Festlager. Der Außenring des anderen Lagers wird durch Verkleben im Gehäusesitz festgelegt. Um den Kleber in alle Bereiche des Sitzes zu verteilen, sind über den Sitz verteilt mehrere Einfüllöffnungen in das Gehäuse eingebracht.

In der EP 01 73 792 A2 wird u. a. die Ölschmierung der Achse in einem Achslager über radial am Lagerring angeordnete Ölzufuhrbohrungen beschrieben. Eine ähnliche Schmiereinrichtung für das Lager einer Rotationsmaschine wird in dem JP-Abstr. zu 57-83 720 (A) beschrieben.

Ausgehend von der US-PS 34 51 736 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, in einfacher Weise und ohne finanziellen Mehraufwand eine Buchse in vielen Teilabschnitten formschlüssig in eine Nabe einzuspannen, so daß praktisch eine stufenlose Abstützung der Buchse erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung gemäß dem Hauptanspruch vor, daß die Nabe eine Innenverzahnung aufweist, die mit der Außenverzahnung der Buchse nicht in Eingriff steht.

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.

Mit der erfindungsgemäßen Befestigung können Buchsen gegen Verdrehen in der Nabe am gesamten Umfang gesichert werden. Die bei Buchsendrehsicherungen nach dem Stande der Technik mittels Paßfedersicherung gefährliche Walkarbeit oder das Drehen der Buchse in der Nabe bei nachlassender Spannung bei Verdrehsicherung mittels eingeschrumpfter Buchse können hier nicht auftreten.

Eine axiale Fixierung der Buchse mit Hilfe einer Passung am inneren Bund ist bei der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung dann nicht erforderlich, wenn in diesem Bereich ausreichend Platz vorhanden ist zum Einbringen von Gießharz.

Die Verdrehsicherung wurde zunächst bei Seilscheiben für eine Mehrseil-Schachtförderanlage des Bergbaus erprobt. Die Anwendung beschränkt sich jedoch nicht auf derartige Bauteile, sondern kann selbstverständlich auch für andere Bauteile benutzt werden, insbesondere für gleitbuchsengelagerte Naben mit langsam umlaufender Last.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Durchführung der Verdrehsicherung von Buchse und Nabe bei Seilscheibensätzen einer Bergbau-Schachtförderanlage anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 2 einen Querschnitt durch Nabe und Buchse,

Fig. 1 u. 3 Schnitte nach der Linie A-B der Fig. 2.

In den Fig. 1 und 3 sind Naben (2) und Buchsen (1) von zwei Förderseilscheiben einer Vierseil-Schachtförderanlage des Bergbaus dargestellt. Derartige Seilscheiben mit einem Durchmesser von ca. 6 m werden zweiteilig ausgeführt. Die Verbindung der Scheibenhälften erfolgt durch Schrauben. Die Seilscheibenachse ist in Pendelrollenlagern gelagert. Bei Seilscheiben für Mehrseilförderungen ist eine Scheibe auf der gemeinsamen Achse (3) fest, die übrigen Scheiben sind frei auf der Achse.

Auf der Nabe (2) sind die Stegbleche (4) gezeigt, an denen die (nicht dargestellten) Arme mit Laufkranz angeordnet sind.

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, ist die Nabe (2) innenseitig mit einer Verzahnung (5) und die Buchse (1) außenseitig mit einer Verzahnung (6) versehen. Es ist erkennbar, daß es sich um eine nicht eingreifende und toleranzunabhängige Verzahnung handelt.

Die Positionierschraube (12) dient als Montagehilfe zur Feststellung der Lage der Verzahnungen von Nabe (2) und Buchse (1) zueinander.

Über die Gießbohrung (7) wird flüssiges Gießharz (8) in den Zwischenraum zwischen Nabe (2) und Buchse (1) gegossen.

Als Gießharz können handelsübliche Phenol-Harze, Epoxid-Harze, ungesättigte Polyester u.a. verwendet werden.

Die Verzahnung (6) der Buchse (1) weist, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, eine umlaufende Nut (9) auf, mit deren Hilfe während des Auffüllens mit Gießharz die Bildung von Luftblasen im unteren Bereich vermieden werden soll.

Nach dem Aushärten des Gießharzes ist die Buchse am gesamten Umfang optimal gegen Verdrehen gesichert.

Ein besonderer Vorteil des Ausgießens des Zwischenraumes zwischen Nabe und Buchse mit Gießharz zum Zwecke der Verdrehsicherung besteht darin, daß damit die Tragfähigkeit des Bauteiles erhöht wird bzw. gleichzeitig die Flächenpressung reduziert wird, da auch der mittlere Buchsenteil mittragen kann.

Zur axialen Fixierung des Bauteils ist keine Passung am inneren Bund notwendig. Wenn dort ausreichend Platz vorhanden ist, kann die Fixierung gleichzeitig beim Ausgießen des Zwischenraumes zwischen Nabe und Buchse mit Gießharz erfolgen, wie in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 1 zeigt als Beispiel einen eingepaßten Bund.

Das in Fig. 2 angedeutete Schmierrohr (10) ist mit einer dauerelastischen Füllmasse (beispielsweise Siliconkitt) ummantelt, damit elastische Verformungen das Schmierrohr nicht abscheren können.


Anspruch[de]
  1. 1. Formschlüssige Befestigung einer Buchse in einer Nabe für ein Bauteil mit umlaufender Last durch Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen Buchse und Nabe mit aushärtendem Gießharz, wobei die Buchse mit einer Außenverzahnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (2) eine Innenverzahnung (5) aufweist, die mit der Außenverzahnung (6) der Buchse (1) nicht in Eingriff steht.
  2. 2. Formschlüssige Befestigung einer Buchse in einer Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (2) an ihrem Umfang mit einer Positionierschraube (12) versehen ist.
  3. 3. Formschlüssige Befestigung einer Buchse in einer Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (6) der Buchse (1) mit einer umlaufenden Entlüftungsnut (9) versehen ist.
  4. 4. Formschlüssige Befestigung einer Buchse in einer Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nabe - Buchse (2, 1) mit einem Schmierrohr (10) zur Achsschmierung versehen ist, das mit einer dauerelastischen Füllmasse (11) ummantelt ist.






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