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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Lagerung der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
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Bei bekannten Lagerungen bedarf die Aufnahmeöffnung einer Feinbearbeitung,
z.B. durch Drehen und Fräsen, damit sich- zwischen der Durchgangsöffnung und der
Buchse die für den Preßsitz erforderliche Passung ergibt. Dies ist bei preiswerten
und einfachen Lagerungen ein zusätzlicher teurer und zeitaufwendiger Arbeitsschritt.
Wenn beispielsweise die Kolbenstange eines Kolbens in einem einfachen pneumatischen
Arbeitszylinder im Zylinderboden abgedichtet zu lagern ist, wird der Zylinderboden
zumeist als Spritzgußteil, z.B. aus einer Leichtmetallegierung , ausgebildet, und
zwar komplett mit den Befestigungsstellen und auch der Durchgangsöffnung für die
Kolbenstange. Beim Gießen oder Spritzgießen läßt sich die Durchgangsöffnung aber
nicht so genau formen, daß sich die Buchse ohne eine weitere spanabhebende Nachbearbeitung
der Durchgangsöffnung einpressen ließe. Vielmehr ist eine spanabhebende Feinbearbeitung
notwendig, damit sich die gewsinschte Passung ergibt. Dies bedeutet jedoch einen
zusätzlichen Kosten- und Zeitaufwand, da die spanabhebende Bearbeitung gesondert
von der Herstellung des Halteteils und auf eigenen Maschinen von Fachkräften durchgeführt
werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich einfacher und preiswerter herstellen läßt, als
die bekannten.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei dieser Ausbildung setzt sich die Preßfläche zwischen der Buchse
und der Durchgangsöffnung aus mehreren Einzelflächen zusammen, nämlich den Bereichen,
in denen zwischen den Kämmen der Rippen und dem Umfang der Buchse bzw. der Innenwand
der Durchgangsöffnung eine Berührung stattfindet. Da die gesamte Preßfläche erheblich
kleiner sein kann, als die Umfangsfläche der Buchse oder die Innenumfangsfläche
der Durchgangsöffnung, und da in diesen kleineren Flächen eine verhältnismäßig hohe
Flächenpressung auftritt, verformen sich die Rippen beim Einpressen der Buchse geringfügig,
wodurch zum einen ein fester Preßsitz für die Buchse erreicht wird, und zum anderen
solche Ungenauigkeiten kompensiert werden, wie sie ansonsten durch eine spanabhebende
Feinbearbeitung beseitigt werden. Daraus resultiert, daß bei Anordnung der Rippen
in der Durchgangsöffnung des Halteteils dieser ohne weiteres als Guß-, Spritzguß-
oder Druckgußteil ausgebildet werden kann, ohne daß die Durchgangsöffnungen im Aufnahmebereich
der Buchse einer Nachbearbeitung unterzogen zu werden bräuchte. Das gleiche gilt,
wenn die Rippen an der Lagerbuchse angeformt und die Durchgangsöffnung nachbearbeitungsfrei
belassen wird. Durch den Wegfall einer Nachbearbeitung wird eine grundsätzliche
Herstellungs-und Montagevereinfachung erzielt, was insbesondere bei der Serienfertigung
von einfachen Lagerungen dieses Typs einen entscheidenden Vorteil erbringt. Dabei
kommt es auf den jeweiligen Anwendungsfall an, ob die Rippen nur
in
der Aufnahmeöffnung oder nur am Außenumfang der Buchse oder an beiden Teilen vorgesehen
werden, wobei im letzteren Fall beim Einpressen der Buchse die Rippen zueinander
versetzt werden. Die Ausbildung kann weiterhin so getroffen sein, daß die Kraft
zum Einpressen der Buchse nicht höher ist, als dies bisher bei den bekannten Lösungen
der Fall ist, oder sogar noch geringer, da ja die Preßfläche insgesamt kleiner ist,
als es bisher der Fall war.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Bei dieser
Ausbildung wird eine Linienberührung zwischen der Buchse und der Aufnahmeöffnung
vermieden; es liegen definierte gekrümmte Flächen vor, in denen die Haltekräfte
für die Buchse wirksam sind.
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Besonders wichtig ist auch der Gedanke von Anspruch 3, da mit diesem
Herstellungsverfahren eine große Anzahl solcher Halteteile maßgenau und preiswert
herstellbar sind, wobei die diesen Verfahren anhaftende Maßgenauigkeit für einen
einwandfreien Sitz der dann einge>eßten Buchse ausreicht, da ja - wie erwähnt
-durch die Verformung der Rippen eine Kompensation von evtl. Ungenauigkeiten gewährleistet
ist.
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Zweckmäßig ist auch der Gedanke von Anspruch 11, da sich eine derartige
Gleitlagerbuchse besonders gut in die Durchgangsöffnung einpressen läßt.
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Weiterhin ist auch eine Ausführungsform zweckmäßig, wie sie auch Anspruch
5 hervorgeht. Die Herstellung
des Halteteils ist dabei noch mehr
vereinfacht, da die Durchgangsöffnung nur zylindrisch oder kegelig auszubilden ist,
wobei die kegelige Form einem leichten Entformen des Halteteils entgegenkommt.
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In Zusammenhang dazu ist auch der Gedanke wichtig, der in Anspruch
6 enthalten ist. Die Rippen , mit denen sich die Buchse in der Durchgangsöffnung
dann abstützt, sind hier schon an der Lagerbuchse selbst ausgebildet.
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Eine für die Praxis besonders zweckmäßige Ausführungs form geht weiterhin
aus Anspruch 7 hervor. Diese Gestaltung der Durchgangsöffnung ergibt keine formentechnischen
Probleme, falls der Halteteil nach einem der vorerwähnten Herstellungsverfahren
gefertigt wird. Trotzdem sind von vornherein, d.h. ohne daß eine Nachbearbeitung
erforderlich ist, diejenigen Konstruktionsmerkmale beim Halteteil gegeben, die für
eine solche Lagerung wichtig sind. Die Aufweitung ist für die Unterbringung eines
Dichtringes vorgesehen, während die Ringschulter zum Abstützen der später eingepreßten
Buchse dient. Zwischen diesen beiden erstrecken sich die Rippen, deren Kämme für
den Preßsitz der Lagerbuchse mitverantwortlich sind. Durch die kegelige Gestalt
der Durchgangsöffnung wird das Entformen vereinfacht bzw. werden nur einfache Herstellungsformen
benötigt.
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Die Entformung ist auch dann günstig, wenn eine Ausführungsform gewählt
wird, wie sie aus Anspruch 8 hervorgeht. Bei dieser Ausbildung nimmt die im Bogenmaß
gesehene Breite jedes Kammes in Richtung
zur Aufweitung hin ab,
so daß eine enorm ohne bewegliche Kernteile verwendet werden ka.
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Dazu ist auch der Gedanke von Anspruch 9 zweckmäßig, da diese Ausbildung
der Rippen ebenfalls dem Entformen zugute kommt.
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Eine weitere Ausführungsform einer fertigen Lagerung gemäß der Erfindung
geht aus Anspruch 10 hervor.
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Von besonderer Bedeutung ist der Gedanke von Anspruch 11. Da derartige
Lagerungen häufig einer Schmierung bedürfen,ist es bereits üblich, einen Dauerschmierstoffvorrat
in der Nähe der Lagerbuchse vorzusehen und aus diesem Vorrat der Buchse Schmierstoff
ständig zuzuführen. Die dazu erforderlichen Maßnahmen waren bisher bei feinbearbeiteten,
zylindrischen oder kegeligen Sitzflächen für die Lagerbuchse aufwendig. Bei der
erfindungsgemäßen Ausbildung können die zwischen den Rippen zwangsweise freien Zwischenräume
besonders einfach zum Unterbringen des Dauerschmierstoffvorrates verwendet werden.
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Die Lagerbuchse steht in direktem Kontakt mit dem Schmieistoffvorrat.
Zusätzliche bauliche oder herstellungstechnische Maßnahmen für die Schmierversorgung
der Lagerbuchse entfallen.
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Schließlich hat sich insbesondere eine Ausführungsform für die Praxis
als vorteilhaft erwiesen, wie sie in Anspruch 12 erläutert wird. Diese Lagerung
ist besonders für die Kolbenstange eines Kolbens eines pneumatischen Arbeitszylinders
zweckmäßig, welche Kolbenstange den Zylinderboden abgedichtet und verschiebbar
durchsetzt.
Nach der Herstellung des Zylinderbodens kann die Lagerbuchse ohne Nachbearbeitung
sofort eingepreßt werden, wobei der Schmierstoffvorrat zuvor oder danach eingebracht
wird. Die ohnedies üblicherweise vorgesehene Ringdichtung für die Kolbenstange hat
die sekundäre Funktion , auch den Schmierstoffvorrat gegen einen Austritt oder eine
Verschmutzung zu schützen.
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Nachstehend wird anhand der Zeichnunge eine Ausführungsform der Erfindung
erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lagerung, Fig. 2 einen
Querschnitt in der Ebene IL-II von Fig. 1, und Fig. 3 einen Längsschnitt in der
Ebene Il-III von Fig. 2, wobei zur Verdeutlichung Teile weggelassen sind.
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Gemäß den Fig. 1 b:s 3 weist eine Lagerung 1 für eine Kolbenstange
2, z.U. eines nichtdargestellten Kolbens eines pneumatischen Arbeitszylinders ,
einen Halteteil 3 auf, in dem eine Durchgangsöffnung 4 für die Kolbenstange 2 ausgebildet
ist. Der Halteteil 3 entspricht dem Zyìinderbocien des Arbeitszylinders, der zum
einen die Ausgabe hat, den Zylinder nach außen abzudichten und gleichzeitig die
Kolbenstange 2 verschieb-
bar und abgedichtet zu führen.
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Die Ausbildung der Durchgangsöffnung 4 ist im Detail aus den Fig.
2 und 3 erkennbar. Die Durchgangsöffnung 3 besitzt eine Aufweitung 6 , die bei dieser
Ausführungsform kegelig mit einem kleinen Kegelwinkel von nur wenigen Grad ausgebildet
ist, wobei der Innendurchmesser der Aufweitung 6 mit d1 bezeichnet ist.
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Die Aufweitung 6 setzt sich annähernd mit dem gleichen Kegelwinkel
fort bis zu einer Ringschulter 11, die zu einem Bohrungsabschnitt 10 überführt,
der einen Innendurchmesser d besitzt, der geringfügig größer ist, als der Durchmesser
der Kolbenstange 2. Zwischen der Aufweitung 6 und der Ringschulter 11 erstrecken
sich mehrere, in diesem Fall vier,axial verlaufende Rippen 12, die an der Innenwand
der Durchgangsbohrung 4 ausgeformt sind. Jede Rippe wird von annähernd radial zur
Acnse 18 der Durchgangsbohrung 4 stehenden Seitenwänden 13 sowie einem in diesem
Fall kegeligen Kamm 14 begrenzt. Wie Fig. 3 zeigt, wird die im Bogenmaß gesehene
Breite jedes Kamms 14 in Richtung zur Aufweitung 6 hin kleiner.
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Der Durchmesser d3 eines im Bereich der Ringschulter 11 in lie Kämme
14 eingeschriebenen Kreises ist größer, als der Innendurchmesser d4 der Ringschulter
11. Ein am innenliegenden Ende der Aufweitung 6 in die Kämme 14 eingeschriebener
Kreis hat einen Durchmesser d2, der kleiner ist, als der Innendurchmesser d1 der
Aufweitung 6.
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In die Durchgangsöffnung 4 ist eine Lagerbuchse 5, hier eine Sintermetall-Gleitlagerbuchse
mit selbstschmierenden Eigenschaften, derart eingepr eßl, daß sie auf den
Kämmen
14 der Rippen 12 festgelegt ist. Die mit 17 bezeichnete Innenfläche der Buchse 5
ist zylindrisch und entspricht in ihrem Durchmesser in etwa dem Außendurchmesser
der Oberfläche 7 der Kolbenstange 2.
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Am äußeren Umfang 16 ist die Buchse 5 kegelig ausgebildet und zwar
korrespondierend mit den kegeligen Kämmen 14 der Rippen 12. Der Außendurchmesser
der Buchse 5 ist dabei am der Ringschulter 11 zugewandten Ende so groß gewählt,
daß zwischen den Rippen 12 freibleibende Zwischenräume 15 durch die Ringschulter
11 vom Bereich des Bohrungsabschnittes 10 getrennt sind, wenn die Buchse 5 bis zur
Anlage an der Ringschulter 11 eingepreßt ist.
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Hinter der Buchse 5 ist in die Aufweitung 6 ein Dichtring 19 eingeschoben,
der auf der Oberfläche 7 der Kolbenstange 2 aufliegt. Der Dichtring 19 wird durch
einen Sichcrungsring 9 fes,elegt, der in einer umlaufenden Nut 8 in der aufweitung
6 sitzt. Die Buchse 5 ist in Richtung eines Pfeiles P in die Durchgangsöffnung 4
eingepreßt.
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In den Zwischenräumen 15 zwischen den Rippen 12 ist ein Dauer-Schmierstoffvorrat
vorgesehen, der durch das zweckmäßigerweise porös ausgelegte Material der Lagerbuchse
5 hindurch diffundieren kann, so daß der Gleitbereich der Kolbenstang 2 in der Lagerbuchse
5 ständig geschmiert wird. Ein Austritt des Schmierstoffvorrates wird einerseits
durch die Ringschulter 11 und andererseits durch den Dichtring 19 verhindert.
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Der Halteteil 3, der der Zylinderboden sein kann, ist zweckmäßigerweise
ein Guß-, ein Spritzguß- oder ein Druchgu!iteil, arl dem die Durchga.lg30ffrlung
in der dargestellten Weise ausgebildet ist. Eine Nachbearbeitung
zumindest
der Kämme 14 der Rippen 12 ist nicht erforderlich, da evtl. Maßungenauigkeiten ,
die vom Herstellverfahren des Halteteils herrühren können, durch eine Deformierung
der Rippen 12 kompensiert werden, wenn die Buchse 5 eingepreßt wird.
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Die in Fig. 3 erkennbare Konvergenz der Seitenwände in Richtung zur
Aufweitung 6 hin ist wie auch die Schrägstellung der Seitenwände in Bezug auf die
Achse 18 (Fig. 2) aus formentechnischen Gründen zweckmäßig, da dann für die Herstellung
des Halteteils ggf. eine ungeteilte Form mit unbeweglichen Kernteil verwendbar ist.
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Alternativ dazu wäre es auch möglich, die Rippen 12 m Außenumfang
der Buchse 5 anzuformen und die Durchgangsöffnung 4 kegelig oder zylindrisch auszubilden.
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Anstelle von nur vier verhältnismäßig breiten Rippen 12 könnte auch
eine größere Anzahl schmalerer Rippen vorgesehen sein. Ferner wäre es denkbar, sowohl
an der Buchse 5 als auch in der Durchgangsöffnung 4 Rippen auszuformen. Wichtig
ist nur, daß die Preßfläche zwischen der Buchse und der Durchgangsöffnung von den
Kammen der Rippen gebildet wird, so daß sich keine vollflächige Auflage ergibt,
die eine mechanische Nachbearbeitung vor dem Einpressen der Buchse erforderlich
machen würde. Der Halteteil 3 ist zweckmäßigerweise ein Leichtmetall- oder Leichtmetall-Legierungs-Formteil.
Jedoch könnte er für einfache Anwendungsfälle auch aus einem Kunststoff bestehen.
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