Federndes Organ zum Lagern von Maschinenteilen. Die Erfindung betrifft ein federndes Or gan zum Lagern von Maschinenteilen. Als wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung kann die Befestigung der Laufringe von Ku gellagern auf Wellen oder in Bohrungen in Frage kommen.
Erfahrungsgemäss erfordert es einen er heblichen Aufwand von Zeit, Einrichtungen und Messvorrichtungen, sobald höhere Anfor derungen an die Genauigkeit der Sitze von 3laschinenteilen gestellt werden. In diesem Fall müssen die Abmessungen der Sitzflächen an den Maschinenteilen mit sehr hoher Ge nauigkeit, d. h. mit sehr geringer Toleranz hergestellt werden, und es ist bekannt, dass die Herstellungskosten mit abnehmender Tole ranzgrösse unverhältnismässig stark ansteigen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Befestigung von Maschinenteilen auf Wellen gewellte, federnde Bänder zu verwenden, doch hat bisher die Praxis von dieser Befestigung keinen Gebrauch gemacht. Um Maschinenteile mit bestimmter Sitzart auf oder in andern Teilen zu lagern, müssen die federnden Bän der mit erheblichen Einpressdrücken, beispiels weise von mehreren Tonnen, zwischen die zu lagernden Teile eingepresst werden, wenn die erforderlichen Haftkräfte erreicht werden sollen. Dies macht aber bei Verwendung der bekannten gewellten Bänder Schwierigkeiten, da diese auch bei ganz geringem Verkanten sich in die Wellen oder Bohrungen in den Maschinenteilen einfressen.
Es genügt aber bereits auch eine ungleiche Verformung der Bänder beim Einführen oder beim Aufpres- sen, um einen zentrischen Sitz der Maschinen teile zu verhindern.
Die genannten Schwierigkeiten können beim Erfindungsgegenstand dadurch behoben werden, dass die Wellen des Bandes aus einem glatten Blech herausgepresst sind und das Blech mindestens an einem Längsrande neben den aus dem Band herausgepressten Wellen einen glatten Randteil aufweist.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Aus- Führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Feder band nach einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Band nach Fig.1. Fig.3 einen Federring, hergestellt aus einem Band nach Fig.1 in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 die Ausbildung der Stirnenden eines Federringes an der Stossstelle, .
Fig.5 zusammengesetzte Federringe im Schnitt, Fig. 6 eine Lageranordnung mit Ringen in Anwendung auf Kugellager, Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein federn des Band nach einer zweiten Ausführungs form mit schalldämpfenden Eigenschaften, Fig.8 ein Federband nach einer dritten Ausführungsform für die Lagerung von Ma schinenwellen und Fig.9 bis 11 drei weitere Ausführungs formen von Federbändern.
Die Fig.1 und 2 zeigen ein Federband, bei dem die Wellen aus einem ursprünglich glat ten Band so herausgepresst sind, dass neben den Wellenteilen 1 glatte Randteile 2 und 3 verbleiben. Bei dieser Art der Federbänder erhalten die Wellen 1 eine erhöhte Steifigkeit als Ganzes und vorzugsweise an den Stirn kanten der Wellen. Es können so einmal die Federbänder aus sehr dünnem Blech, vorzugs weise aus Stahlblech, hergestellt werden, und zum andern erhalten sie an den beim Ein pressen besonders beanspruchten Stirnkanten eine erhöhte Festigkeit. Als wesentlich hat sich gezeigt, dass die Stirnkanten der Wellen gut abgerundet sind.
Bei scharfkantiger Aus bildung wachsen die Anpressdrücke erheblich, ohne dass die Haftkräfte im gleichen Masse zunehmen.
Die flachen Randteile 2 und 3 können in einer Ebene liegen oder gegeneinander ver setzt sein, und zwar entweder bündig mit einem Wellental oder Wellenberg oder zwi schen beiden. Die Teile 2 und 3 erleichtern das Einführen der Ringe (Fig.3), wenn der glatte Teil an der vordern Umfangskante klei ner als die betreffende Bohrung und grösser als der zugehörige Wellendurchmesser ist, wenn es sich um die Lagerung runder Masehi- nenteile handelt. Der glatte Teil an der Rück seite des Bandes bildet ein ebenes Widerlager für das den Einpressdruck übertragende Werkzeug. Ein einwandfreies Widerlager ist aber für das gleichmässige Einpressen der Ringe bzw.
Bänder von ausschlaggebender Bedeutung, da Einpressdrücke von mehreren Tonnen auf den Ring bzw. das Band übertra gen werden müssen.
Wenn ein Maschinenteil, beispielsweise der äussere Lagerring eines Wälzlagers, mit einem Federring nach Fig.3 in einer Bohrung ge lagert werden soll, so werden die Wellen 1 in radialer Richtung zusammengedrückt, und es ist. für die Eigenschaften der Lagerung we sentlich, wie die sehr erheblichen radialen Kräfte aufgenommen werden, d. h. ob sie von der Bohrung und vom Federring oder auch vom äussern Wälzlagerring oder nur vom letz teren und dem Federring aufgenommen wer den.
Je nach der Aufnahme dieser radialen Kräfte ergeben sieh Haftkräfte zwischen Federring und Bohrung oder Federring und Wälzlagerring in der Aehsrichtung und in der Umfangsrichtung des Federringes, und zwar entweder zwischen diesem Ring und der Boh rung oder dem Ring und dem äussern Wälz lagerring.
An sieh hängt die Grösse der radialen Kräfte, die beim Einpressen des Federringes auftreten, einerseits von der Dicke des Spaltes zwischen den zu lagernden Maschinenteilen ab und von der Materialstärke d des Federringes, von der Art des Werkstoffes, von der Grösse der Teilung t., von der Höhe<I>h</I> und Form der Wellen. Die Art. der Aufnahme dieser Kräfte hängt davon ab, ob die Stirn kanten des aus einem Federband geformten Federringes beim Einpressen zusammenstossen oder nicht. Wenn zwischen den genannten Kanten ein Abstand verbleibt, so werden die radialen Kräfte von der Bohrung und den eingesetzten Maschinenteilen, z. B. dem äussern Lagerring eines Wälzlagers, aufgenommen.
Es entsteht zwischen beiden Teilen und dem Ring eine Haftkraft, die von der Stärke des erfor derlichen Einpressdruekes bestimmt ist, wobei die Verteilung der Haftkraft auf Bohrung und äussern Wälzlagerlaufring durch die Formgebung der Wellen des Federbandes be einflusst werden kann. Im wesentlichen wer den die radialen Kräfte von dem Wälzlager ring aufgenommen, d. h. bei Lagerung von Wälzlagern müssen solche mit übliehen Vor-, weiten verwendet werden, um ein Klemmen der Lager zu vermeiden.
Wird die Länge des den Ring bildenden Federbandes so bestimmt., dass die Stirnkanten beim Einpressen zusammenstossen, so werden die radialen Kräfte im wesentlichen von der Bohrung und dem Federring aufgenommen, d. h. es entsteht zwischen Ring und Bohrung die gewünschte Haftkraft, während der Wälz lagerring durch die radiale Kraft nicht we sentlich beansprucht wird. Die Ringe haben dann den Vorteil, dass Wälzlager ohne Vor weiten verwendet werden können.
Um im letzten Fall bei Verwendung von sehr dünnen Federbändern eine sichere An lage der Stirnkanten, an der Stossstelle zu er reichen, können diese nach Fig.4 ausgebildet sein, d. h. die Enden 23 des Ringes 24 können rechtwinklig abgebogen sein.
Soll die Haftkraft zwischen Federring und Bohrung gering, dagegen zwischen Feder ring und dem umschlossenen Maschinenteil gross sein, so werden gemäss Fig. 5 zwei inein- andersitzende Federringe 25/26 verwendet, deren Stossstellen am Umfang gegeneinander @ ersetzt sind. Der äussere Ring wird durch die ihn aufnehmende Bohrung am Aufspreizen verhindert und verhindert selbst durch seine Wellen eine Bewegung des innern Ringes in der Umfangsrichtung.
Der innere Ring wirkt also wie ein geschlossener Ring, so dass beim Aufpressen des Ringes auf eine Welle die radialen Kräfte ausschliesslich von dem innern Ring und der Welle aufgenommen werden, d. h. zwischen Welle und Ring entsteht eine grosse Haftkraft, während .die Haftkraft zwi- schen dem äussern Ring-und der ihn aufneh menden Bohrung gering bleibt.
Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung mit Rin gen in Anwendung auf die Befestigung der Lagerringe von Kugellagern. In einem gaben ähnlichen Maschinenteil 10 ist über zwei Ku gellager eine Welle 11 gelagert; der Teil 10 hat zwei Bohrungen 12, die als Sitzfläche für die äussern Lagerringe 13 der Kugellager die nen. Der Durchmesser dieser Bohrungen ist mit üblicher Toleranz hergestellt. Die äussern Lagerringe 7.3 sind in diesen Bohrungen zu sammen mit Ringen 14 eingepresst, wobei die 3-lasse <I>d, i</I> und<I>h</I> dieser Ringe entsprechend dem gewünschten Einpressdruck bestimmt sind.
Ebenso sind die innern Lagerringe 15 auf den Sitzflächen 16 der Wellen 11 unter Zwi- sehenschaltung von Ringen 17 aufgepresst. Auch die Sitzflächen der Welle 11, bzw. ihre Durchmesser, sind nur mit üblicher, leicht einzuhaltender Toleranz hergestellt. Ein weiterer -Vorteil der beschriebenen Ringe für die Lagerung von Kugellagern ist, dass es nicht mehr erforderlich ist, bei ein- ; gepressten Lagerringen Lager mit Vorweiten verwenden zu müssen, da eine Formänderung der Lagerringe bei Verwendung von Ringen der beschriebenen Art vermieden werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Maschi nenteile aus verschiedenen Metallarten in- oder aufeinander gelagert werden können, weil bei Temperaturänderungen auftretende verschiedene Ausdehnungen beider Teile durch die Federung der Ringe aufgenommen, werden. Bei Verwendung von verhältnismässig weichen Metallen sichern die Ringe auch bei wiederholtem Ein- und Ausbau einen ausrei chenden Anpressdruck.
Die Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch, ein gewelltes Band zur Herstellung von Rin gen, das aus zwei aufeinander gelagerten ge wellten Blechbändern 20 und 21 besteht, die durch eine Kunstharzschieht 22 miteinander verbunden sind. Diese Schicht dient zur Dämpfung von Schwingungen. Vorteilhaft wird ein gummiartiger Kunstharzlack verwen det. Die Dicke der Bänder beträgt hierbei etwa einige Zehntelsmillimeter.
Die Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch einen Federring 27, bei dem die Wellen 28 ballig, d. h. in Querrichtung des Bandes ge wölbt, ausgebildet sind, so dass die Federringe an der sie aufnehmenden Bohrung nur längs einer schmalen Ringfläche 29 anliegen. Der artige Federringe eignen sich zur Lagerung längerer Wellen in mehreren Lagern, bei spielsweise zur Lagerung der Armwellen in den Maschinenoberteilen von Nähmaschinen. Es handelt sich hier um Lagerungen, die sehr genau fluchtend hergestellt werden, bei denen aber durch nachträgliche Arbeitsgänge, z. B. durch Erwärmung beim Lackieren und Trock nen, Fluchtungsfehler auftreten können.
Die sehr kostspielige Beseitigung dieser Fehler ist nicht notwendig, wenn die Armwellen über Federringe gemäss Fig. 8 in den Bohrungen gelagert werden.
Wie bereits erwähnt, können die Eigen schaften gegen die Verformung der Feder- ringe auch durch die Formgebung der Ringe beeinflusst werden. Die Fig. 9 zeigt ein Feder band 30 mit V-förmiger Querschnittsform der W ellen, die Fig.10 ein Band 31 mit U-förmi- ger und Fig.11 ein Band 32 mit Schwalben. schwanzförmiger Quersehnittsausbildung der Wellen.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind die im Patentanspruch angeführten Merkmale vorhanden.
Resilient organ for storing machine parts. The invention relates to a resilient Or gan for storing machine parts. As an important application of the invention, the attachment of the races of Ku gel bearings on shafts or in bores can be considered.
Experience has shown that it requires a considerable amount of time, equipment and measuring devices as soon as higher demands are made on the accuracy of the seats of 3laschinentteile. In this case, the dimensions of the seat surfaces on the machine parts must be very accurate, i.e. H. are manufactured with a very low tolerance, and it is known that the manufacturing costs increase disproportionately with decreasing tolerance size.
It has already been proposed to use corrugated, resilient bands to fasten machine parts on shafts, but no use has been made of this fastening in practice. In order to store machine parts with a certain type of seat on or in other parts, the resilient bands must be pressed in with considerable press-in pressures, for example of several tons, between the parts to be stored when the required adhesive forces are to be achieved. However, this creates difficulties when using the known corrugated belts, because even if they are very slightly tilted, they gnaw into the waves or holes in the machine parts.
However, uneven deformation of the straps during insertion or pressing is sufficient to prevent the machine parts from being seated centrally.
The above-mentioned difficulties can be eliminated in the subject matter of the invention in that the corrugations of the strip are pressed out of smooth sheet metal and the sheet metal has a smooth edge part at least on one longitudinal edge next to the corrugations pressed out of the strip.
On the accompanying drawings exemplary embodiments of the subject invention are shown, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through a spring band according to a first embodiment, Fig. 2 shows a cross section through the band according to Fig.1. 3 shows a perspective view of a spring ring made from a band according to FIG. 1, FIG. 4 shows the formation of the front ends of a spring ring at the joint.
Fig. 5 composite spring washers in section, Fig. 6 shows a bearing arrangement with rings in application to ball bearings, Fig. 7 shows a longitudinal section through a springing of the band according to a second embodiment with sound-absorbing properties, Fig. 8 a spring band according to a third embodiment for the Storage of machine shafts and Fig.9 to 11 three other execution forms of spring strips.
FIGS. 1 and 2 show a spring band in which the waves are pressed out of an originally smooth band in such a way that smooth edge parts 2 and 3 remain next to the wave parts 1. In this type of spring strips, the shafts 1 have an increased rigidity as a whole and preferably at the front edges of the shafts. It can be the spring strips made of very thin sheet metal, preferably made of sheet steel, and on the other hand they get an increased strength at the front edges that are particularly stressed when a press. It has been shown to be essential that the front edges of the waves are well rounded.
In the case of sharp-edged training, the contact pressures increase considerably without the adhesive forces increasing to the same extent.
The flat edge parts 2 and 3 can lie in a plane or be set against each other, either flush with a trough or crest or between the two's. Parts 2 and 3 make it easier to insert the rings (FIG. 3) when the smooth part on the front peripheral edge is smaller than the hole in question and larger than the associated shaft diameter when it comes to the storage of round mass-produced parts. The smooth part on the back of the belt forms a flat abutment for the tool that transmits the press-fit pressure. A flawless abutment is essential for the rings or rings to be pressed in evenly.
Bands are of crucial importance, as press-in pressures of several tons have to be transferred to the ring or band.
If a machine part, for example the outer bearing ring of a roller bearing, is to be stored in a bore with a spring ring according to FIG. 3, the shafts 1 are compressed in the radial direction, and it is. for the properties of the storage we essential how the very considerable radial forces are absorbed, d. H. whether they are taken from the bore and the spring ring or from the outer roller bearing ring or only from the latter direct and the spring ring who the.
Depending on the absorption of these radial forces see adhesive forces between spring ring and bore or spring ring and roller bearing ring in the Aehsrichtung and in the circumferential direction of the spring ring, namely either between this ring and the borehole or the ring and the outer roller bearing ring.
The size of the radial forces that occur when the spring ring is pressed in depends on the one hand on the thickness of the gap between the machine parts to be supported and on the material thickness d of the spring ring, on the type of material, on the size of the pitch t., on the height <I> h </I> and shape of the waves. The type of absorption of these forces depends on whether the front edges of the spring ring formed from a spring band collide or not when it is pressed in. If a distance remains between the mentioned edges, the radial forces from the bore and the machine parts used, e.g. B. the outer bearing ring of a roller bearing added.
There is an adhesive force between the two parts and the ring, which is determined by the strength of the required press-in pressure, the distribution of the adhesive force on the bore and the outer roller bearing race can be influenced by the shape of the waves of the spring band. Essentially who received the radial forces from the rolling bearing ring, d. H. When storing roller bearings, those with the usual front widths must be used to prevent the bearings from jamming.
If the length of the spring band forming the ring is determined in such a way that the end edges collide when being pressed in, the radial forces are essentially absorbed by the bore and the spring ring, i.e. H. The desired adhesive force is created between the ring and the bore, while the roller bearing ring is not significantly stressed by the radial force. The rings then have the advantage that rolling bearings can be used without widening.
In order in the latter case, when using very thin spring strips, a safe position on the front edges, at the abutment, they can be designed according to FIG. H. the ends 23 of the ring 24 can be bent at right angles.
If the adhesive force between the spring washer and the bore is to be low, while it is to be large between the spring ring and the enclosed machine part, two spring rings 25/26, which are seated one inside the other, are used according to FIG. The outer ring is prevented from spreading by the bore that accommodates it, and its waves prevent the inner ring from moving in the circumferential direction.
The inner ring thus acts like a closed ring, so that when the ring is pressed onto a shaft, the radial forces are absorbed exclusively by the inner ring and the shaft, i. H. A great adhesive force arises between the shaft and the ring, while the adhesive force between the outer ring bore and the bore that receives it remains low.
Fig. 6 shows an arrangement with Rin conditions in application to the attachment of the bearing rings of ball bearings. In a similar machine part 10 gave a shaft 11 is mounted on two Ku gel bearings; the part 10 has two bores 12, which serve as a seat for the outer bearing rings 13 of the ball bearings. The diameter of these holes is made with the usual tolerance. The outer bearing rings 7.3 are pressed into these bores together with rings 14, the 3-classes <I> d, i </I> and <I> h </I> of these rings being determined according to the desired press-in pressure.
The inner bearing rings 15 are also pressed onto the seat surfaces 16 of the shafts 11 with rings 17 interposed. The seat surfaces of the shaft 11, or their diameter, are only produced with the usual, easy-to-maintain tolerance. Another advantage of the rings described for the storage of ball bearings is that it is no longer necessary for one; To have to use pressed bearing rings bearings with protrusions, since a change in shape of the bearing rings when using rings of the type described can be avoided.
Another advantage is that machine parts made of different types of metal can be stored inside or on top of one another, because different expansions of both parts that occur when the temperature changes are absorbed by the springing of the rings. When using relatively soft metals, the rings ensure sufficient contact pressure even with repeated installation and removal.
Fig. 7 shows a longitudinal section through, a corrugated band for the production of Rin gene, which consists of two superimposed ge corrugated sheet metal strips 20 and 21, which are connected to each other by a synthetic resin layer 22. This layer serves to dampen vibrations. A rubber-like synthetic resin varnish is advantageously used. The thickness of the strips is about a few tenths of a millimeter.
Fig. 8 shows a cross section through a spring ring 27, in which the shafts 28 are spherical, d. H. arched in the transverse direction of the tape, so that the spring washers only rest against the bore receiving them along a narrow annular surface 29. The like spring washers are suitable for storing longer shafts in several bearings, for example for storing the arm shafts in the machine upper parts of sewing machines. These are bearings that are manufactured very precisely in alignment, but in which, through subsequent operations, e.g. B. NEN due to heating during painting and drying, misalignment can occur.
The very costly elimination of these errors is not necessary if the arm shafts are mounted in the bores via spring washers according to FIG. 8.
As already mentioned, the properties against deformation of the spring rings can also be influenced by the shape of the rings. 9 shows a spring band 30 with a V-shaped cross-sectional shape of the waves, FIG. 10 a band 31 with a U-shaped and FIG. 11 a band 32 with swallows. tail-shaped cross-section of the waves.
The features listed in the claim are present in all the exemplary embodiments.