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Dokumentenidentifikation DE3345652C2 19.05.1993
Titel Geflanschtes Halblager
Anmelder CLEVITE S.r.l., Gardolo di Trento, Trento, IT
Erfinder Losio, Gastone, Trento, IT
Vertreter Tischer, H., Dipl.-Ing.; Kern, W., Dipl.-Ing.; Brehm, H., Dipl.-Chem. Dr.phil.nat., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 16.12.1983
DE-Aktenzeichen 3345652
Offenlegungstag 09.08.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse F16C 33/04
IPC-Nebenklasse F16C 33/12   F16C 33/14   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein geflanschtes Halblager, das insbesondere für die Anwendung in Motoren bestimmt ist. Ein solches Halblager dient zur Bildung eines Radialgleitlagers, das an seinen gegenüberliegenden Enden je einen Flansch aufweist, der die axiale Belastung einer Welle aufnehmen kann.

Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung ein geflanschtes Halblager, insbesondere für Motoren, mit einer im wesentlichen halbzylindrischen Schale, die an einer passenden Aushöhlung eines Trägers festlegbar ist und die ein leichtes Übermaß gegenüber dieser Aushöhlung aufweist, und mit wenigstens einem Flansch, der - radial von der Schale abstehend - an einem gekrümmten Rand der Schale angebracht ist. Hierzu weist der Flansch wenigstens zwei Vorsprünge auf, die bezüglich einer axial verlaufenden Symmetrieebene (A) symmetrisch ausgebildet sind und die in der Flanschebene vom Flansch-Innenbogen weg nach innen vorstehen und die in je eine Ausnehmung eingreifen, die an der Schale ausgespart ist. Jede Ausnehmung ist zur gekrümmten Schalen-Stirnfläche hin offen ausgebildet und wird von je zwei gegenüberliegenden Seitenwänden sowie einer Bodenwand mit der Länge (l) begrenzt. Jede Ausnehmung ist bezüglich der axialen Symmetrieebene (A) symmetrisch zur anderen Ausnehmung ausgebildet.

Ein geflanschtes Halblager dieser Art ist aus der Deutschen Auslegeschrift 21 66 598 bekannt. Beim bekannten Halblager soll bei geringstem fertigungstechnischen Aufwand und ohne Zuhilfenahme von anderen Werkstoffen eine sichere Verbindung zwischen den Halbringflanschen und der Lagerhalbschale erhalten werden. Hierzu werden die Lagerhalbschale und die Flansche zusammengesetzt, wobei jeder Vorsprung am Flansch in eine passende Ausnehmung an der Lagerhalbschale eingesetzt wird. Jeder Vorsprung hat einen rechteckigen Umriß und paßt in die Ausnehmung, die entsprechende Abmessungen aufweist. Daraufhin werden die zwischen den Ausnehmungen befindlichen Kanten der Lagerhalbschale durch walzen oder drücken nach außen verformt; diese verformten Kantenabschnitte bilden daraufhin ein Widerlager, das die Entfernung des Flansches von der Lagerhalbschale verhindert. Bei Bedarf kann eine begrenzte axiale Verschieblichkeit der Flansche gegenüber der Lagerhalbschale vorgesehen werden, jedoch wird der sichere Sitz der Flansche an der Halbschale durch die übereinstimmenden, passenden Abmessungen von Vorsprung und Ausnehmung sowie durch die nachträgliche Verformung der Kanten der Lagerhalbschale nach außen erreicht.

Die Verformung der Kanten der Lagerhalbschale erfordert einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei einem geflanschten Halblager der vorstehend genannten, gattungsbildenden Art eine sichere Verbindung zwischen den Flanschen und der Halbschale ohne nachträgliche dauerhafte Verformung der Kantenabschnitte der Halbschale zu gewährleisten und trotzdem eine geringfügige Beweglichkeit der Flansche in axialer Richtung und in Umfangsrichtung gegenüber der Lagerschale zuzulassen.

Ausgehend von einem geflanschten Halblager mit den oben angegebenen Merkmalen ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung im wesentlichen prismenförmig ausgebildet ist und mit der Länge (l&min;) am Flansch-Innenbogen anliegt, wobei je eine zur axial verlaufenden Symmetrieebene (A) benachbarte Prismenseitenfläche jedes Vorsprunges den Flansch-Innenbogen im Querschnitt in einem Schnittpunkt schneidet, wobei eine erste Gerade, die durch den Schnittpunkt des einen Vorsprunges und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt, einen Winkel (α&min;) mit einer zweiten Geraden einschließt, die durch den Schnittpunkt des anderen Vorsprunges und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt. Jede Ausnehmung weist eine zur axialen Symmetrieebene (A) benachbarte Seitenwand auf, die einen unteren Wandabschnitt benachbart zur Bodenwand und einen oberen Wandabschnitt benachbart zur Schalen-Stirnfläche hat. Hierbei erstreckt sich der untere Wandabschnitt in axialer Richtung, und der obere Wandabschnitt ist demgegenüber geneigt und verengt die Öffnung der Ausnehmung. Eine dritte Gerade, die durch den einen unteren Wandabschnitt und den Schalen-Krümmungsmittelpunkt geführt ist, schließt einen Winkel (α) mit einer vierten Geraden ein, die durch den anderen unteren Wandabschnitt und den Schalen-Krümmungsmittelpunkt geführt ist. Die Länge (l) jeder Ausnehmungs-Bodenwand ist größer als die Länge (l&min;), mit der jeder Vorsprung am Flansch-Innenbogen anliegt. Hierbei ist eine solche gegenseitige Anordnung der Ausnehmungen und der Vorsprünge vorgesehen, daß

  • - der Winkel (α) an der nicht-verformten, von dem Flansch getrennten Schale kleiner ist als der Winkel (α&min;) am Flansch;
  • - eine Verbindung des Flansches mit der Schale zu einer zentripetalen Verformung der Schale führt, wobei der Winkel (α) an der Schale zunimmt, jedoch kleiner bleibt als der Winkel (α&min;) am Flansch, und eine stabile Befestigung des Flansches an der Schale erhalten wird; und
  • - ein Einsetzen der Schale in die Aushöhlung am Träger zu einer noch weitergehenden zentripetalen Verformung der Schale führt, wobei der Winkel (α) an der Schale angenähert gleich dem Winkel (α&min;) am Flansch wird, und eine begrenzte Beweglichkeit des Flansches in axialer Richtung und in Umfangsrichtung bezüglich der Schale erhalten wird.


Mit dieser Erfindung wird ein geflanschtes Halblager geschaffen, das eine miteinander verbundene Anordnung aus Halbschale und Flansch bildet, wobei deren Verknüpfung während Transport und Installation "aktiv" ist und eine stabile Verbindung dieser Teile miteinander gewährleistet, und wobei deren Verknüpfung im Anschluß an die Montage an dem vorgesehenen Träger "nicht aktiv" ist und eine teilweise Beweglichkeit zwischen Flansch und Halbschale gewährleistet, so daß sich der Flansch unter der Belastung einer Welle in axialer Richtung und in Umfangsrichtung "setzen" bzw. verstellen kann. Hierdurch läßt sich eine längere verwertbare Lebensdauer des Lagers erzielen, weil übermäßige örtliche mechanische Spannungen am Flansch vermieden werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß jeder Vorsprung am Flansch von einer zur axialen Symmetrieebene (A) benachbarten Prismenseitenfläche begrenzt ist, die mit der benachbarten ersten oder zweiten Geraden einen Winkel (φ) einschließt, und der Ausdruck



einen Wert kleiner 90° hat. In diesem Falle ist besonders bevorzugt, wenn der Winkel (φ) ca. 35° bis 38° beträgt.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß an der nicht-verformten Schale der Winkel (α) ca. 120° beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder prismenförmige Vorsprung am Flansch in Axialrichtung eine im wesentlichen dreieckige Stirnfläche auf. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn jeder prismenförmige Vorsprung eine Dicke (in axialer Richtung) aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge (h&min;) des unteren Wandabschnittes der Seitenwand der Ausnehmung ist (vgl. nachstehende Fig. 8b). Ferner ist es in diesem Falle zweckmäßig, wenn der untere Wandabschnitt eine Länge (h&min;) aufweist, die etwa der halben Tiefe (h) der Ausnehmung entspricht.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß der obere, geneigte Wandabschnitt der Seitenwand der Ausnehmung im Längsschnitt unter einem Winkel von etwa 45° zu den Erzeugenden der Lagerschale ausgerichtet ist.

Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht in axialer Richtung auf die im wesentlichen halbzylindrische Schale vor der Kopplung bzw. Verknüpfung mit den Flanschen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schale in radialer Richtung gemäß Pfeil "II" aus Fig. 1;

Fig. 3 die Darstellung eines Schnittes durch die Schale längs der Schnittlinie III-III aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht in axialer Richtung auf einen Flansch;

Fig. 5 die Darstellung eines Schnittes durch den Flansch längs der Schnittlinie V-V aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht in axialer Richtung auf ein Halblager vor der Montage am Träger, wobei eine Einhakposition des Flansches mit unterbrochenen Linien angedeutet ist;

Fig. 7 die Darstellung eines Schnittes durch das Halblager längs der Schnittlinie VII-VII aus Fig. 6

Fig. 8a und 8b in einer schematischen Darstellung jeweils eine Draufsicht in axialer bzw. in radialer Richtung auf einen Vorsprung am Flansch, der in eine Ausnehmung an der Schale eingesetzt bzw. eingehakt ist, im Zustand vor der Montage des Halblagers an dem Träger;

Fig. 9a und 9b in einer schematischen Darstellung jeweils eine Draufsicht in axialer bzw. in radialer Richtung auf einen Vorsprung am Flansch, der in eine Ausnehmung an der Schale eingesetzt bzw. eingehakt ist, im Zustand nach der Montage des Halblagers an dem Träger.

Eine im wesentlichen bzw. grundsätzlich halbzylindrische Schale 1 bildet in an sich bekannter Weise die eine Hälfte eines Radialgleitlagers für Motorwellen. An den beiden, in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden ist an die Schale 1 je ein im wesentlichen halbringförmiger Flansch 2 angesetzt, welcher im Falle eines Axialdrucklagers die Axialposition der Welle aufnimmt, und welcher daher axialen Belastungen ausgesetzt ist.

Das so gebildete Halblager 3 (vgl. Fig. 6 und 7) dient dazu, an einem passenden - in den Figuren nicht dargestellten - Träger befestigt zu werden; hierzu ist am Träger eine Aushöhlung ausgebildet, und die Schale 1 weist ein leichtes Übermaß gegenüber dieser Aushöhlung auf.

An den beiden, in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden weist die Schale 1 je einen bogenförmigen Rand 4 auf. An jedem bogenförmigen Rand sind zwei Ausnehmungen 5 ausgespart. Jede Ausnehmung 5 ist zur gekrümmten Schalen-Stirnfläche hin offen, wird von zwei Seitenwänden 7 und 7&min; und einer geraden Bodenwand 6 begrenzt und ist bezüglich einer axialen Symmetrieebene (A) der Schale 1 symmetrisch ausgebildet und angeordnet zur anderen Ausnehmung 5. Jede Ausnehmung 5 hat eine zur axialen Symmetrieebene (A) benachbarte Seitenwand 7, die einen unteren Wandabschnitt 8 benachbart zur Bodenwand 6 und einen oberen Wandabschnitt 9 benachbart zur Schalen-Stirnfläche aufweist. Der untere Wandabschnitt 8 erstreckt sich in axialer Richtung (parallel zu den Erzeugenden der Lagerschale 1), und der obere Wandabschnitt 9 ist demgegenüber geneigt und verengt die Öffnung der Ausnehmung 5. Anders ausgedrückt, begrenzt der geneigte obere Wandabschnitt 9 einen Vorsprung 10, der in die Ausnehmung 5 hineinragt und deren Öffnung verengt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat der untere Wandabschnitt 8 etwa die gleiche Höhe wie der obere Wandabschnitt 9; die Richtung des oberen Wandabschnittes 9 schließt mit der axialen Richtung einen Winkel (β) ein, der im vorliegenden Falle (beispielsweise) etwa 45° beträgt; die gegenüberliegende (gerade) Seitenwand 7&min; dieser Ausnehmung 5 weist eine Höhe "h" auf; die Bodenwand 6 hat eine Länge "l".

An jeder Ausnehmung 5 einer Schale 1 ist der untere Wandabschnitt 8 bezüglich der axialen Symmetrieachse "A" symmetrisch zum unteren Wandabschnitt 8 der anderen Ausnehmung 5 angeordnet. Eine dritte Gerade, die durch den unteren Wandabschnitt 8 der einen Ausnehmung 5 und den Schalen-Krümmungsmittelpunkt führt, schließt einen Winkel (α) mit einer vierten Geraden ein, die durch den unteren Wandabschnitt 8 der anderen Ausnehmung 5 und den Schalen-Krümmungsmittelpunkt führt. Bei der Ausführungsform und Darstellung gemäß Fig. 1 beträgt dieser Winkel (α) etwa 120°.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, weist jeder Flansch 2 wenigstens zwei Vorsprünge 12 auf, die bezüglich der axialen Symmetrieebene (A) symmetrisch ausgebildet sind und die - im Querschnitt - in der Flanschebene vom Flansch-Innenbogen weg nach innen vorstehen, und die dazu bestimmt sind, in je eine Ausnehmung 5 einzugreifen, die an der Schale 1 ausgespart sind. Durch das Eingreifen oder Einsetzen dieser Vorsprünge 12 am Flansch 2 in die Ausnehmungen 5 an der Schale 1 wird eine Kopplung bzw. Verknüpfung dieser Teile und damit eine Befestigung des Flansches 2 an der Schale 1 erreicht.

Jeder dieser Vorsprünge 12 hat - in Axialrichtung gesehen - eine im wesentlichen bzw. grundsätzlich prismenförmige Stirnfläche, d. h., diese Vorsprünge 12 sind als geradliniges, konvexes Prisma ausgebildet. Vorzugsweise hat jeder prismenförmige Vorsprung 12 in Axialrichtung eine im wesentlichen dreieckige Stirnfläche 13.

Dieser prismenförmige, und insbesondere im wesentlichen dreieckige Vorsprung 12 liegt mit der Länge (l&min;) am Flansch-Innenbogen an und weist eine zur axialen Symmetrieebene (A) benachbarte Prismenseitenfläche 14 auf, die dieser Symmetrieebene A zugewandt ist und sich in einer Ebene parallel zu den Erzeugenden der Schale 1 erstreckt. Diese Prismenseitenfläche 14 schneidet - im Querschnitt gesehen - den Flansch-Innenbogen in einem Schnittpunkt 15. Eine erste Gerade, die durch den Schnittpunkt 15 des einen Vorsprungs und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt, schließt einen Winkel (α&min;) mit einer zweiten Geraden ein, die durch den Schnittpunkt 15 des anderen Vorsprunges 12 und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt. Bei einer beispielhaften und mit Fig. 4 dargestellten Ausführungsform beträgt dieser Winkel (α&min;) etwa 120°.

Weiterhin schließt die Richtung der vorstehend erläuterten Prismenseitenfläche 14 an ihrem Vorsprung 12 mit der vorstehend genannten ersten oder zweiten Geraden einen Winkel (φ) ein. Für den Betrag dieses Winkels (φ) gilt, daß der Ausdruck



einen Wert kleiner 90° hat. Vorzugsweise beträgt der Winkel (φ) ca. 35 bis 38°.

Weiterhin hat jeder prismenförmige Vorsprung 12 - in axialer Richtung gesehen - eine Dicke, die vorzugsweise im wesentlichen gleich der Länge (h&min;) des unteren Wandabschnittes 8 der Seitenwand 7 einer Ausnehmung 5 ist (vgl. Fig. 8b). Weiterhin ist die Länge (l&min;), mit welcher jeder im wesentlichen prismenförmige Vorsprung 12 am Flansch-Innenbogen anliegt, kleiner als die Länge (l) der Bodenwand 6 jeder Ausnehmung 5 (vgl. Fig. 8a).

Aufgrund ihrer Materialeigenschaften weist die Schale 1 elastische Eigenschaften auf und ist insbesondere in radialer Richtung verformbar. Ersichtlich hat eine radiale Verformung der Schale 1 Auswirkungen auf den Betrag des Winkels (α). Ersichtlich nimmt bei einem Zusammendrücken der geraden Schalen-Stirnflächen nach innen auf dem Krümmungsmittelpunkt zu (zentripetale Verformung der Schale 1) der Betrag dieses Winkels (α) zu. Eine solche zentripetale Verformung der Schale 1 tritt beispielsweise dann auf, wenn die Schale 1 in die halbkreisförmige Aussparung am Flansch-Innenbogen und/oder in die Aushöhlung am Träger eingesetzt wird. Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine solche gegenseitige Ausbildung und Anordnung der Ausnehmungen 5 an der Schale 1 und der Vorsprünge 12 am Flansch 2 vorgesehen, die gewährleisten, daß

  • - der Winkel (α) an der nicht-verformten, von dem Flansch 2 getrennten Schale kleiner ist als der Winkel (α&min;) am Flansch 2;
  • - eine Verbindung des Flansches 2 mit der Schale 1 zu einer zentripetalen Verformung der Schale führt, wobei der Winkel (α) an der Schale 1 zunimmt, jedoch kleiner bleibt als der Winkel (α&min;) am Flansch 2, und eine stabile Befestigung des Flansches 2 an der Schale 1 erhalten wird; und
  • - ein Einsetzen der Schale 1 in die Aushöhlung am Träger zu einer noch weitergehenden zentripetalen Verformung der Schale 1 führt, wobei der Winkel (α) an der Schale 1 angenähert gleich dem Winkel (α&min;) am Flansch 2 wird, und eine begrenzte Beweglichkeit des Flansches 2 in axialer und Umfangsrichtung bezüglich der Schale 1 erhalten wird.


Jeder Flansch 2 weist aufgrund seiner Biegesteifigkeit in radialer Richtung einen konstanten Wert für den Winkel (α&min;) in der Flanschebene auf. Beim Einsetzen der Schale 1 in den Flansch 2 werden die elastischen Eigenschaften der Schale 1 ausgenutzt. Vor dem Einsetzen der Schale 1 in den Flansch 2ist der Winkel (α) an der nicht-verformten Schale 1 kleiner als der Winkel (α&min;) am Flansch 2. Tatsächlich ist ein gewisses Übermaß zwischen der Prismenseitenfläche 14 am Vorsprung 12 und dem unteren Wandabschnitt 8 der Seitenwand 7 jeder Ausnehmung 5 vorgesehen. Beim Einsetzvorgang einer Schale 1 in den Flansch 2 bestimmt dieses Übermaß das Durchbiegen der Schale 1 in zentripetaler Richtung, so daß der Vorsprung 12 in die Ausnehmung 5 "einrasten" kann. Wegen der zentripetalen Verformung der Schale 1 in radialer Richtung nimmt der Winkel (α) an der Schale zu und entspricht dem Winkel (α&min;) an dem Flansch 2. Tatsächlich wird der Winkel (α) an der Schale 1 nach erfolgtem Einsetzen bzw. Einhaken wieder leicht kleiner als der Winkel (α&min;) am Flansch 2 (wegen der Elastizität der Schale 1) und verleiht auf diese Weise der Kopplung bzw. der Verknüpfung zwischen Schale 1 und Flansch 2 Stabilität, so daß beispielsweise für Transportzwecke eine stabile Verbindung von Schale 1 und Flansch 2 gewährleistet ist.

In praktischer Hinsicht erfolgt das Einsetzen der Schale 1 in den Flansch 2 vorzugsweise in der Weise (vgl. auch Fig. 6), daß zuerst ein Vorsprung 12 am Flansch 2 in die entsprechende Ausnehmung 5 an der Schale 1 eingesetzt wird (in der Darstellung gemäß Fig. 6 der linke Vorsprung und die linke Ausnehmung). Daraufhin wird der Flansch 2 in der Flanschebene im Uhrzeigersinn verschoben und an den Außenumfang der Schale 1 angenähert; der Drehpunkt dieser Drehbewegung liegt im Berührungsbereich zwischen der Prismenseitenfläche 14 und dem unteren Wandabschnitt 8 der Seitenwand 7 der Ausnehmung (links in Fig. 6). Weil der Außenumfang der Schale 1 ein Übermaß gegenüber dem Innenumfang des Flansches 2 aufweist, erzwingt die Prismenseitenfläche 14 am anderen Vorsprung 12 (rechts in Fig. 6) am Flansch 2 ein Durchbiegen der Schale 1 in zentripetaler Richtung; hierbei nimmt der Betrag des Winkels (α) an der Schale 1 zu und der andere (in Fig. 6 rechte) Vorsprung 12 kann nach Überwindung eines Einrastpunktes in die andere (rechte) Ausnehmung 5 an der Schale 1 einrasten.

Unter Berücksichtigung der Gegebenheiten (eine in radialer Richtung elastisch verformbare Schale und ein in der Flanschebene starrer Flansch 2) wird ein optimales Einhaken bzw. Einrasten von Schale 1 und Flansch 2 dann erhalten, wenn nachstehende Bedingung erfüllt ist:



kleiner 90°.

Solange diese Bedingung erfüllt ist, kann ein Herausgleiten der Vorsprünge 12 am Flansch 2 aus den Ausnehmungen 5 an der Schale 1 sowohl in radialer Richtung und in axialer Richtung (längs der axialen Symmetrieebene (A)) vermieden werden. Vorzugsweise soll der Winkel (φ) etwa 35° bis 38° betragen, wenn der Winkel (α) etwa 120° beträgt.

Die Fig. 8a und 8b zeigen schematisch die Anordnung des Vorsprunges 12 innerhalb der Ausnehmung 5 im Zustand der stabilen Verbindung zwischen Schale 1 und Flansch 2. In diesem Zustand wird eine "aktive" Einhak- bzw. Einrastverbindung erhalten, und das geflanschte Halblager 3 verhält sich wie ein einziger Körper. Das Halblager 3 kann transportiert und bewegt werden, ohne daß die Gefahr einer unbeabsichtigten Trennung von Schale 1 und Flansch 2 zu befürchten ist.

Weiterhin ist aus den Fig. 8a und 8b ersichtlich, daß die zur Prismenseitenfläche 14 benachbarte und angrenzende Prismenseitenfläche 14&min; am Vorsprung 12 und die (gerade) Seitenwand 7&min; der Ausnehmung 5 keinen Einfluß auf die Kopplung zwischen Schale 1 und Flansch 2 haben.

Es ist bereits gesagt worden, daß der Außenumfang der Schale 1 ein leichtes Übermaß gegenüber dem Innenumfang des Flansches 2 aufweist. Ferner besteht ein Übermaß zwischen der Schale 1 und der Aushöhlung am Träger, und dieses letztere Übermaß ist größer als das Übermaß zwischen Schale 1 und Flansch 2. Wird daher die bereits in den Flansch 2 eingesetzte Schale 1 in die Aushöhlung am Träger eingesetzt, so bewirkt der dazu erforderliche Druck eine nochmalige Verformung der Schale 1 in zentripetaler Richtung, wobei die beiden Ausnehmungen 5 an der Schale 1 nochmals aufeinander zu wandern und der Winkel (α) an der Schale 1 nochmals geringfügig zunimmt. Da sich jedoch der Flansch 2 starr verhält, bewegen sich die beiden Vorsprünge 12 am Flansch 2 im Verhältnis zu den passenden Ausnehmungen 5 in radialer Richtung nach außen. Dieser Zustand ist schematisch mit den Fig. 9a und 9b dargestellt.

Dieses teilweise Herausrutschen der Vorsprünge 12 aus den zugeordneten Ausnehmungen 5 in radialer Richtung bwirkt eine gewisse Beweglichkeit zwischen Schale 1 und Flansch 2; entsprechend der Darstellung nach Fig. 9b kann der Vorsprung 12 und damit dessen maßgebliche Prismenseitenfläche 14 gegenüber der abgewinkelten Seitenwand 7 der Ausnehmung 5 um den Betrag "s" in axialer Richtung und um den Betrag "d" in radialer Richtung verstellt werden. Demzufolge besteht in Abhängigkeit von der Ausbildung und symmetrischen Anordnung der Vorsprünge 12 die Möglichkeit, daß jeder Flansch bezüglich der Schale 1 kleine Verschiebungen in axialer Richtung und in Umfangsrichtung durchführen kann. Hierbei wird der untere Wandabschnitt der Seitenwand 7 der Ausnehmung 5 zu einer Anschlagfläche für eine radiale Verschiebung des Flansches 2, und der obere Wandabschnitt 9 der Seitenwand 7 der Ausnehmung 5 wird zu einer Anschlagfläche bei einer axialen Verschiebung des Flansches 2.

Die Beträge dieses Spieles "d" und "s" zwischen Schale 1 und Flansch 2 hängen vom Ausmaß der Verschieblichkeit "f" zwischen dem bogenförmigen Rand 11 des Flansches 2 und der Schale 1 ab (vgl. Fig. 9a). Diese Verschieblichkeit "f" stellt praktisch eine Differenz der Durchmesser zwischen dem Rand 11 des Flansches 2 und der Schale 1 dar und wird bereits bei der Planung dieser Teile festgelegt.

Die zuletzt beschriebene Form der Einhak- bzw. Einrastverbindung, die sowohl in axialer wie in radialer Richtung eine leichte Verschieblichkeit des Flansches 2 gegenüber der Schale 1 zuläßt, wird als "nicht aktiv" bezeichnet. Aufgrund der Verschiebbarkeit des Flansches 2 in Umfangsrichtung kann der Flansch 2 automatisch die richtige Position einnehmen, indem er sich mit den Flanschenden 16 (vgl. Fig. 4) am Träger abstützt. Dank seiner axialen Beweglichkeit kann sich der Flansch 2 längs der entsprechenden Seitenwand des Trägers verstellen. In diesem Zustand können irgendwelche axialen Belastungen einer Welle auf die Flansche 2 keine Spannungskonzentration an den Flanschen 2 und an den Verbindungsstellen zwischen Schale und Träger hervorrufen, da die "nicht aktive", also bewegliche Verbindung zwischen Flansch 2 und Schale 1 solche mechanischen Spannungen nicht auf die Schale 1 überträgt.

Weiterhin ist anzumerken, daß im Zustand, der dem kompletten Zusammenbau des Lagers vorausgeht, ein Herausgleiten der Vorsprünge 12 am Flansch 2 aus den Ausnehmungen 5 an der Schale 1 durch je einen Vorsprung 10 verhindert wird, der durch den geneigten oberen Wandabschnitt 9 der Seitenwand 7 gebildet wird und der die Öffnung der Ausnehmung 5 verengt. Eine übermäßige Verschiebung des Flansches 2 in Umlaufrichtung (sofern entsprechende Anschlagflächen am Träger für die Flanschenden 16 fehlen) wird je nach Drehrichtung durch den unteren Wandabschnitt 8 der Seitenwand 7 der einen oder der anderen Ausnehmung 5 verhindert.


Anspruch[de]
  1. 1. Geflanschtes Halblager, insbesondere für Motoren,

    mit einer im wesentlichen halbzylindrischen Schale (1), die an einer passenden Aushöhlung eines Trägers festlegbar ist und die ein leichtes Übermaß gegenüber dieser Aushöhlung aufweist, und

    mit wenigstens einem Flansch (2), der - radial von der Schale (1) abstehend - an einem gekrümmten Rand (4) der Schale (1) angebracht ist,

    wozu der Flansch (2) wenigstens zwei Vorsprünge (12) aufweist, die bezüglich einer axialen Symmetrieebene (A) symmetrisch ausgebildet sind und die in der Flanschebene vom Flansch-Innenbogen weg nach innen vorstehen und die in je eine Ausnehmung (5) eingreifen, die an der Schale (1) ausgespart sind, wobei

    jede Ausnehmung (5) zur gekrümmten Schalen-Stirnfläche hin offen ist, von je zwei Seitenwänden sowie einer Bodenwand (6) mit der Länge (l) begrenzt ist und bezüglich der axialen Symmetrieebene (A) symmetrisch zur anderen Ausnehmung ausgebildet ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (12) im wesentlichen prismenförmig ausgebildet ist und mit der Länge (l&min;) am Flansch-Innenbogen anliegt, wobei,

    je eine zur axial verlaufenden Symmetrieebene (A) benachbarte Prismenseitenfläche (14) jedes Vorsprunges (12) den Flansch-Innenbogen im Querschnitt in einem Punkt (15) schneidet, wobei eine erste Gerade, die durch den einen Schnittpunkt (15) des einen Vorsprunges und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt, einen Winkel (α&min;) mit einer zweiten Geraden einschließt, die durch den Schnittpunkt (15) des anderen Vorsprunges (12) und den Flansch-Krümmungsmittelpunkt führt; und

    jede Ausnehmung (5) eine zur axialen Symmetrieebene (A) benachbarte Seitenwand (17) aufweist, die einen unteren Wandabschnitt (8) benachbart zur Bodenwand (6) und einen oberen Wandabschnitt (9) benachbart zur Schalen-Stirnfläche aufweist, wobei
    1. - der untere Wandabschnitt (8) sich in axialer Richtung erstreckt und der obere Wandabschnitt (9) demgegenüber geneigt ist und die Öffnung der Ausnehmung (5) verengt;
    2. - eine dritte Gerade, die durch den einen unteren Wandabschnitt (8) und den Schalen-Krümmungsmittelpunkt führt und einen Winkel (α) mit einer vierten Geraden einschließt, die durch den anderen unteren Wandabschnitt (8) und den Schalten-Krümmungsmittelpunkt führt,
    3. - die Länge (l) jeder Ausnehmungs-Bodenwand (6) größer ist als die Länge (l&min;), mit der jeder Vorsprung (12) am Flansch-Innenbogen anliegt;
  2. und eine solche gegenseitige Anordnung der Ausnehmungen (5) und der Vorsprünge (12) vorgesehen ist, daß
    1. - der Winkel (α) an der nicht-verformten, von dem Flansch (2) getrennten Schale (1) kleiner ist als der Winkel (α&min;) am Flansch (2);
    2. - eine Verbindung des Flansches (2) mit der Schale (1) zu einer zentripetalen Verformung der Schale führt, wobei der Winkel (α) an der Schale (1) zunimmt, jedoch kleiner bleibt als der Winkel (α&min;) am Flansch (2) und eine stabile Befestigung des Flansches (2) an der Schale (1) erhalten wird; und
    3. - ein Einsetzen der Schale (1) in die Aushöhlung am Träger zu einer noch weitergehenden zentripetalen Verformung der Schale (1) führt, wobei der Winkel (α) an der Schale (1) angenähert gleich dem Winkel (α&min;) am Flansch (2) wird und eine begrenzte Beweglichkeit des Flansches (2) in axialer und Umfangsrichtung bezüglich der Schale (1) erhalten wird.
  3. 2. Geflanschtes Halblager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (12) von einer zur axialen Symmetrieebene benachbarten Prismenseitenfläche (14) begrenzt ist, die mit der benachbarten ersten oder zweiten Geraden einen Winkel (φ) einschließt; und der Ausdruck



    einen Wert kleiner 90° hat.
  4. 3. Geflanschtes Halblager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (φ) ca. 35° bis 38° beträgt.
  5. 4. Geflanschtes Halblager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der nicht-verformten Schale (1) der Winkel (α) ca. 120° beträgt.
  6. 5. Geflanschtes Halblager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder prismenförmige Vorsprung (12) in Axialrichtung eine im wesentlichen dreieckige Stirnfläche (13) aufweist.
  7. 6. Geflanschtes Halblager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder prismenförmige Vorsprung (12) eine Dicke (in axialer Richtung) aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge (h&min;) des unteren Wandabschnittes (8) der Seitenwand (17) der Ausnehmung (5) ist.
  8. 7. Geflanschtes Halblager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Wandabschnitt (8) eine Länge (h&min;) aufweist, die etwa der halben Tiefe (h) der Ausnehmung (5) entspricht.
  9. 8. Geflanschtes Halblager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, geneigte Wandabschnitt (9) der Seitenwand (7) der Ausnehmung (5) im Längsschnitt unter einem Winkel von etwa 45° zu den Erzeugenden der Lagerschale (1) ausgerichtet ist.






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