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Die
Erfindung geht aus von einem Pendelgleitlager nach der Gattung des
Patentanspruchs 1.
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Durch
die Patentschrift
US 3,754,802 ist
ein Pendelgleitlager bekannt, das eine außen kalottenartig geformte
Gleitlagerbuchse und einen zur pendelbeweglichen Aufnahme der Gleitlagerbuchse
bestimmten Lagerkörper
aus Blech aufweist. Der Lagerkörper
hat eine zentrale Öffnung
und anschließend
an diese eine ringartige Auflagefläche für eine erste kalottenartige
Zone der Gleitlagerbuchse, eine radial auswärts der Auflagefläche befindliche
Wand, von dieser Wand ausgehend und dabei im wesentlichen rechtwinklig
sich erstreckend drei Mantelstreifen, die zur Anlage und Fixierung
in einer zylindrischen Öffnung
eines den Lagerkörper
auf wenigstens einem Teil seiner Länge umgebenden Bauteils bestimmt
sind, und Lücken
zwischen den Mantelstreifen, wobei von der Wand federnde Zungen
ausgehen, die zu den Lücken
ausgerichtet sind und mit freien federnden Enden an der Gleitlagerbuchse
anliegen. Wie bereits mit „im
wesentlichen rechtwinkelig" angedeutet,
können
die Mantelstreifen eine leicht kegelige Ausrichtung haben vor dem
Einbau in das genannte Bauteil, so daß anläßlich des Einbaus die Mantelflächen federnd
in der zylindrischen Öffnung anliegen.
Es bedarf besonderer Sorgfalt bei der Herstellung des Lagerkörpers, damit
später
unter der Wirkung der federnden Zungen die Gleitlagerbuchse spielfrei
an der ringartigen Auflagefläche
anliegt und trotzdem in erwünschter
Weise ausreichend pendelbeweglich ist.
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Durch
die deutsche Auslegeschrift 1 078 378 ist ein Pendelgleitlager bekannt
mit einer Gleitlagerbuchse, die außen kalottenförmig ausgebildet
ist, mit einem aus Blech tiefgezogenem Lagerkörper, der eine zentrale Öffnung und
bei dieser eine ringartige Auflagefläche für eine erste kalottenartige
Zone der Gleitlagerbuchse, anschließend und dabei im wesentlichen
radial auswärts
eine Wand und anschließend
an diese Wand einen im wesentlichen zylindrischen Mantel mit radialem
Abstand um die Gleitlagerbuchse bildet, und mit einer Federscheibe,
die eine gegen eine zweite kalottenartige Zone der Gleitlagerbuchse
gerichtete Auflagefläche
hat und einen radial äußeren Rand
aufweist, der zur Fixierung der Federscheibe von einem an dem Lagerkörper angebrachten
Bördel
umfaßt
ist. Dieses Pendelgleitlager besteht zwar aus drei Bauteilen, jedoch
ist der Lagerkörper
aus gut tiefziehbarem Blech in günstiger
Weise tiefziehbar, und die Federscheibe ist unabhängig vom
Lagerkörper
in relativ einfacher Weise herstellbar, weil sie als Ringscheibe
aus Federblech ausstanzbar ist und die der Stützung der Gleitlagerbuchse
dienende Auflagefläche
relativ einfach und dabei gegebenenfalls konisch oder sphärisch formbar
ist. Infolge der Ausbildung der Federscheibe müssen alle drei Bauteile des
Pendellagers maßgenau
hergestellt werden, damit nach dem Umbördeln der Federscheibe entlang
deren äußerem Rand
die Gleitlagerbuchse spielfrei gehalten, aber dennoch gegen nicht
zu großen
widerstand pendelbeweglich ist. Für einen festen Sitz innerhalb
einer zylindrischen Öffnung
eines umgebenden Bauteiles ist der Mantel etwas kegelig ausgebildet.
Deshalb kann in relativ leichter Weise der Lagerkörper in
die zylindrische Öffnung eingetaucht
werden und nachher durch Pressen stramm sitzend fixiert werden.
Beispielsweise begrenzt die Umbördelung
der Federscheibe die Einpreßtiefe
des Lagerkörpers.
Dieses Pendelgleitlager ist beispielsweise Bestandteil eines kleinen
Elektromotors.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
Pendellager mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat
den Vorteil, daß sein Lagerkörper aus
gut tiefziehbarem Blech herstellbar ist, daß davon unabhängig die
Federscheibe herstellbar ist und beim Zusammenbau des Pendellagers durch
Klemmung mit Verspießung
innerhalb des Lagerkörpers
gehalten wird und eine Umbördelung
gemäß dem Stand
der Technik überflüssig macht.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Pendellagers möglich.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 geben ein technisch einfaches
Ausführungsbeispiel
an, das gut in der zylindrischen Öffnung eines umgebenden Bauteiles
zentrierbar ist.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3 ergeben den Vorteil, daß das Pendelgleitlager
mit derjenigen Stirnseite, vor der die Federscheibe plaziert ist,
voraus leicht in die zylindrische Öffnung des umgebenden Bauteiles
eintauchbar ist, wonach unter Kraftaufwand und dabei elastischer oder
plastischer Verformung der Mantelflächen eine Fixierung des Lagerkörpers im
umgebenden Bauteil stattfindet. Hierbei besteht noch der Vorteil,
daß bei Verwendung
des Pendelgleitlagers als ein Axiallager unter Benutzung einer Stirnfläche der
Gleitlagerbuchse der Lagerkörper
stufenlos einpreßbar
ist zum Einstellen von Axialspiel beispielsweise der Ankerwelle
eines Elektromotors oder einer Getriebewelle relativ zu einem zweiten
Axialgleitlager.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 4 ergeben die Möglichkeit,
die Federscheibe in technisch einfacher Weise im Lagerkörper zu
fixieren. Hierfür
genügt
es, wenn nach dem Einsetzen der Gleitlagerbuchse in den Lagerkörper die
Federscheibe relativ zur Gleitlagerbuchse ausgerichtet und dabei
gegen die Wand des Lagerkörpers
bewegt und beispielsweise an dieser wand zur Anlage gebracht wird.
Danach vermag die Federscheibe eine axiale Kraft, die von der Gleitlagerbuchse
entgegen der Montagerichtung der Federscheibe auf diese ausgeübt wird,
aufzunehmen, weil der trichterartige Randbereich der Federscheibe
in Anlage an den Tragfingern des Lagerkörpers sich in Spießstellung
befindet und sich zu verkrallen vermag.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 ergeben den Vorteil, daß infolge
der Unterteilung der Auflagefläche
in viele Auflageflächen an
freien Enden von federnden Zungen eine Einspannwirkung für die Gleitlagerbuchse
erzeugt wird, die dank der elastischen Nachgiebigkeit dieser federnden
Zungen in einem gewollten Bereich liegt.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 6 ergeben den Vorteil, daß das Pendelgleitlager
als Bestandteil einer Baugruppe innerhalb dieser zusätzlich stoffschlüssig gesichert
ist.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 7 ergeben den Vorteil, daß die stoffschlüssige Verbindung
des Lagerkörpers
des Pendelgleitlagers mit der Baugruppe in technisch einfach ausführbarer
Weise herstellbar ist.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 ergeben den Vorteil, daß eine formschlüssige Fixierung,
die in vorteilhafter Weise kalt herstellbar ist, des Lagerkörpers in
der Baugruppe möglich ist.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9 ergeben eine alternative
Art einer zusätzlichen
Fixierung des Lagerkörpers.
Hierfür
kann beispielsweise Klebstoff verwendet werden, der zum Einkleben
von Lagerbuchsen in Maschinenteile bekannt ist.
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Zeichnung
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Die
Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Pendelgleitlager, 2 ein
Bauteil dieses Gleitlagers ebenfalls im Längsschnitt, 3 das Bauteil
gemäß der 2 in
einer Stirnansicht, 4 ein weiteres Bauteil des erfindungsgemäßen Pendelgleitlagers
in einer Stirnansicht und 5 das erfindungsgemäße Pendelgleitlager
nach
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1 in
eingebautem Zustand als Bestandteil einer Baugruppe.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Das
erfindungsgemäße Pendelgleitlager 2 gemäß der 1 besteht
aus einer Gleitlagerbuchse 3, einem Lagerkörper 4 und
einer Federscheibe 5.
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Die
Gleitlagerbuchse 3 hat eine erste Stirnseite 6 und
eine zweite Stirnseite 7, eine Lageröffnung 8, einen ersten
bei der ersten Stirnseite 6 befindlichen Kalottenabschnitt 9 und
einen zweiten kalottenartigen Abschnitt 10, der sich nahe
bei der zweiten Stirnseite 7 befindet. Die Gleitlagerbuchse 3 ist beispielsweise
aus Eisenpulver gepreßt
und gesintert und ihre Lageröffnung 8 ist
kalibriert. Die Gleitlagerbuchse 3 ist beispielsweise in
an sich bekannter Weise mit Schmierstoff getränkt.
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Der
Lagerkörper 4 besitzt
eine im wesentlichen ringartig sich erstreckende und dabei quer
zu einer gedachten Längsachse
des Lagerkörpers 4 ausgerichtete
Wand 11. Im Ausführungsbeispiel
gehen von dieser Wand gemäß den 2 und 3 und
dabei im wesentlichen parallel zu der erwähnten Bezugsachse drei Mantelfelder 12, 13, 14 aus.
Diese Mantelfelder 12 bis 14 weisen in Umfangsrichtung eine
Erstreckung von im wesentlichen 60° auf. In der 1 und
auch in der 2 sind diese Mantelfelder als
nach rechts von der Wand 11 ausgehend ausgerichtet dargestellt.
Im Unterschied dazu gehen nach links, und wie dies die 3 darstellt,
drei Tragfinger 15, 16, 17 aus. Die Erstreckungen
im Umfangsrichtung dieser Tragfinger ist im Beispiel kleiner als
die Erstreckung in Umfangsrichtung der Mantelfelder 12 bis 14,
wobei aus fertigungstechnischen Gründen, so wie dies die 3 aufzeigt,
nicht bezeichnete Lücken zwischen
den Mantelfeldern 12 bis 14 und den Tragfingern 15 bis 17 sichtbar
sind. Der Grund hierfür
besteht darin, daß der
Tragkörper 4 aus
einem sternförmig
aus Blech gestanzten Vorformling hergestellt wird. Radial innerhalb
der ringartig verlaufenden Wand 11 ist ein ebenfalls im
wesentlichen ringförmiger Übergang 18 und
an diesen anschließend
und dabei radial einwärts
liegend ein Lagerhals 19 aus dem erwähnten Vorformling geformt.
Der Lagerhals 19 weist eine zentrale Öffnung 20 auf, wie
dies am besten in der 3 ersichtlich ist. Innerhalb
dieses Lagerhalses 19 befindet sich eine erste Auflagefläche 21,
die am besten in der
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2 erkennbar
ist. In Anpassung an den ersten Kalottenabschnitt 9 der
Gleitlagerbuchse 3 ist diese erste Auflagefläche 21 sphärisch gekrümmt und
hier im Beispiel ununterbrochen ringförmig verlaufend ausgebildet.
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Wie
dies in der 3 und aber auch in der 1 erkennbar
ist, grenzen die Mantelfelder 12, 13, 14 an
einen Hüllkreis,
der größer ist
als ein Hüllkreis, an
den die Tragfinger 15, 16 und 17 heranreichen. Dies
ist in der 1 besonders deutlich daran erkennbar,
daß das
Mantelfeld 12 in einer zylindrischen Öffnung eines Bauteiles 23 anliegt,
wogegen diagonal gegenüberliegend
und also unten in der 1 zwischen dem Tragfinger 15 und
der genannten zylindrischen Öffnung 22 erkennbar
ein radialer Abstand vorhanden ist. Dieser radiale Abstand ermöglicht das
Einstecken des von rechts her in der 1, also
mit den Tragfingern 15, 16 und 17 vorauseilend, wonach
erst dann die Mantelfelder 12, 13 und 14 in Kontakt
mit der zylindrischen Öffnung 22 kommen. Erkennbar
ist, daß diese
Maßnahme
später
den Einbau des kompletten Pendellagers 2 erleichtert.
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Die
Federscheibe 5 hat im Ausführungsbeispiel eine ebene ringartig
verlaufende Federscheibenwand 24, an die sich radial auswärts ein
trichterartiger Fortsatz 25 anschließt, der radial durch einen Rand 26 begrenzt
ist. Radial innerhalb der Federscheibenwand 24 geht von
dieser in Richtung der Erweiterung des trichterartigen Fortsatzes 25 ein
rohrartiger Abschnitt 27 aus. An dem rohrartigen Abschnitt 27 schließen sich
federnde Zungen 28 an, die zur Anlage an dem zweiten Kalottenabschnitt 10 der Gleitlagerbuchse 3 bestimmt
sind. Die federnden Zungen, beispielsweise zehn Stück in regelmäßigen Winkelabständen, sind
dazu bestimmt, im wesentlichen radial einwärts gegen den zweiten Kalottenabschnitt 10 der
Gleitlagerbuchse 3 zu drücken. Entsprechend der genannten
Zahl 10 ist anstelle einer ringförmigen Auflage gemäß der DE-AS
1 078 378 nunmehr eine mehrfach unterteilte Auflagefläche vorhanden.
Anders ausgedrückt:
Anstelle einer ringförmigen
Auflagefläche
gemäß der genannten
Druckschrift sind nunmehr eine Anzahl Teilauflageflächen angeordnet,
die dank der federnden Zungen 28 in im wesentlichen radialer
Richtung elastisch nachgiebig sind.
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Das
Pendelgleitlager 2 wird zusammengebaut, indem die Gleitlagerbuchse 3 zur
Längsachse des
Lagerkörpers 4 ausgerichtet
wird und dabei der erste Kalottenabschnitt 9 in den Lagerhals 19 eingeführt wird
und dabei auf die erste Auflagefläche 21 zu sitzen kommt.
Danach wird die Federscheibe 5 ebenfalls zur Längsachse
des Lagerkörpers 4 ausgerichtet
und in axialer Richtung mit der Federscheibenwand 24 voraus
und dem Rand 26 bzw. den federnden Zungen 28 nachfolgend
zwischen die Tragfinger 15, 16 und 17 eingeschoben
und beispielsweise so weit gegen die Wand 11 des Lagerkörpers 4 bewegt, daß die Scheibenwand 24 an
der Wand 11 des Lagerkörpers 4 anliegt.
Hierbei wird der trichterartige Fortsatz 25 der Federscheibe 5 wenigstens
im Bereich der Tragfinger 15, 16 und 17 radial
elastisch verformt, so daß der
Rand 26 mit radialer Spannung in den Tragfingern 15, 16 und 17 anliegt.
Erkennbar ist, daß die
im Beispiel vorhandenen drei radialen Kräfte unter Berücksichtigung
eines Reibwertes zwischen dem Rand 26 und den Tragfingern 15, 16 und 17 für Kräfte, die
nach dem Einbau der Federscheibe 5 entgegen der Einbaurichtung
auf diese Federscheibe wirken, zumindest als bremsende Kräfte wirken. weil
der Lagerkörper 4,
so wie dies in der Beschreibungseinleitung genannt ist, aus gut
tiefziehbarem Blech hergestellt ist und also ein relativ weicher Werkstoff
verwendet ist, und weil die Federscheibe 5, so wie dies
der Name schon andeutet, gehärtet
ist, besteht die Möglichkeit,
daß der
durch Stanzen hergestellte scharfkantige Rand 26 der Federscheibe sich
etwas in die Tragfinger 15, 16 und 17 einzugraben
vermag. Insoweit findet bei der vorgenannten Belastung der Federscheibe 5 eine
Verspießung
des trichterartigen Fortsatzes 25 mit den Tragfingern 15, 16 und 17 statt.
Erkennbar ist, daß die
Federscheibe 5 sehr gut gegen axiales Auswandern aus dem
Lagerkörper 4 gesichert
ist.
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Beim
Einbauen der Federscheibe 5 zwischen die Tragfinger 15, 16 und 17 des
Lagerkörpers 4 gelangen
die federnden Zungen 28 in Kontakt mit dem zweiten Kalottenabschnitt 10 der
Gleitlagerbuchse 3. Hierdurch werden die federnden Zungen 28 aus
ihrer ursprünglichen
und anläßlich der
Herstellung bedingten Ausrichtung elastisch radial nach auswärts gebogen,
so daß sie
mit gewollter Andruckkraft an dem zweiten Kalottenabschnitt 10 anliegen. Die
ringsum verteilten einzelnen Andruckkräfte bewirken eine Haftreibung
zwischen den federnden Zungen 28 und der Gleitlagerbuchse 3 und
bewirken dieserart eine Sicherung gegen unerwünschtes Verdrehen der Lagerbuchse
relativ zum Lagerkörper 4. Eine
weitere Haftreibung, die einer relativen Verdrehung der Gleitlagerbuchse 3 gegenüber in dem
Lagerkörper 4 entgegenwirkt,
resultiert aus der Anlage des ersten Kalottenabschnittes 9 der
Gleitlagerbuchse 3 an der ersten Auflagefläche 21 infolge
des Umstandes, daß die
federnden Zungen 28 mit elastischer Spannung an dem zweiten
Kalottenabschnitt 10 der Gleitlagerbuchse 3 anliegen
und deshalb wegen axialer Komponenten aus den Federkräften die Gleitlagerbuchse 3 gegen
die erste Auflagefläche 21 belasten.
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Das
erfindungsgemäße Pendelgleitlager 2 ist
beispielsweise Bestandteil eines in der 5 dargestellten
Elektromotors 30. Dieser Elektromotor 30 hat beispielsweise
ein topfähnliches
Gehäuse 31, das
in einen rohrähnlichen
Ansatz 32 ausläuft.
Innen stellt dieser rohrähnliche
Ansatz 32 eine zylindrische Öffnung 22 zur Verfügung, die
im Prinzip bereits anhand der 1 erläutert wurde.
Insoweit erübrigt
sich das Beschreiben des Einführens
des Pendelgleitlagers 2 in das Gehäuse 31 des Elektromotors 30.
In für
Elektromotoren typischer Weise besitzt auch der Elektromotor 30 einen
Anker 33, der um eine Ankerwelle 34 angeordnet
ist. In radialem Abstand zu dem Anker sind beispielsweise in das
topfähnliche
Gehäuse 31 Permanentmagnete
eingebaut, von denen ein Permanentmagnet 35 in der 5 erkennbar
ist. Die Ankerwelle 34 ist, in der 5 rechts
vom Anker 33, einerseits in dem erfindungsgemäßen Pendelgleitlager 2 gelagert
und andererseits noch in einem weiteren Pendelgleitlager 36,
zu dem ebenfalls eine Gleitlagerbuchse 3, die sphärisch gelagert
ist, gehört. Auch
die Gleitlagerbuchse 3 weist eine zweite Stirnseite 7 auf
und eine Lageröffnung 8.
Jeweils an die Stirnseiten 7 der beiden Gleitlagerbuchsen 3 grenzen Anlaufscheiben 37 an,
die die Ankerwelle 34 umschließen. An die dem erfindungsgemäßen Pendelgleitlager 2 zugeordnete
Anlaufscheibe 37 schließt sich der Anker 33 des
Elektromotors 30 an. Am anderen Pendelgleitlager 36 schließt sich
an die Anlaufscheibe 37 beispielsweise ein Kollektor 38 des
Elektromotors 30 an. Sowohl der Kollektor 38 als
auch der Anker 33 sind verdrehsicher mit der Ankerwelle 34 verbunden.
Die Ankerwelle 34 ist in den beiden Gleitlagerbuchsen 3 drehbar
gelagert, und die beiden Gleitlagerbuchsen 3 bilden mit
ihren Stirnseiten 7 gleichzeitig auch die Möglichkeit,
den Anker 34 und den Kollektor 38 in axialer Richtung
zu lagern, wobei zur Verschleißminderung
die Anlaufscheiben 37 zu den Stirnseiten 7 ausgerichtet
sind.
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Häufig besteht
die Aufgabe, den Anker 34 und seinen Kollektor so zu lagern,
daß beide
Elemente sich in axialer Richtung möglichst wenig verlagern können. Anders
ausgedrückt:
Zwischen den Stirnseiten 7 der Lagerbuchsen 3 und
den Anlaufscheiben 37 soll ein möglichst kleines Spiel vorhanden
sein, das bekanntlich durch genaues Herstellen der Bauteile nur
sehr teuer verwirklichbar ist. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Pendelgleitlagers 2 ist
jedoch das Justieren von solchem Radialspiel möglich durch fortlaufend tieferes
Einpressen dieses Pendelgleitlagers 2 in den rohrähnlichen
Ansatz 32. Hierbei wird durch axiales Bewegen der Ankerwelle
gemessen, wie groß ein
Axialspiel momentan ist, und dementsprechend wird dieses Radialspiel
weiter verkleinert durch weiteres Einpressen des Pendelgleitlagers 2 oder
aber der Einpreßvorgang
wird abgebrochen, sobald das Axialspiel klein genug ist.
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Wie
bereits beschrieben, sind die Mantelfelder 12, 13 und 14 dazu
bestimmt, den Lagerkörper 4 per
Reibschluß in
der zylindrischen Öffnung
festzuhalten. Eine zusätzliche
Sicherung gegen axiales Auswandern des Pendelgleitlagers 2 aus
der zylindrischen Öffnung 22 wird
erreicht durch Einpressen von Warzen 39 und 40.
Dabei taucht beispielsweise die Warze 39 in eine der Warze 40 zugeordnete
Delle ein, so daß eine
formschlüssige
Axialsicherung vorliegt. Beispielsweise können solche Warzen 39 und 40 in
allen Mantelfeldern 12, 13 und 14 angeordnet werden,
wodurch auch gegebenenfalls große
axiale Belastung des Pendelgleitlagers 2 keine störende Vergrößerung von
Axialspiel verursacht.
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Im
Unterschied zu der 1 ist das Pendelgleitlager 2 in
der 5 mit einem ringförmigen porösen Speicherelement 41 für einen
Schmiermittelvorrat ausgestattet. Ein solches ringförmiges poröses Speicherelement 41 kann
aber auch in das in der 5 linke Pendelgleitlager 36 eingebaut
sein.
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Alternativ
zu der beschriebenen Art von axialer zusätzlicher Sicherung des Pendelgleitlagers 2 mittels
der Warzen 39 und 40 besteht auch die Möglichkeit
einer stoffschlüssigen
Sicherung. Hierfür kann
beispielsweise Punktschweißung
angewendet werden, weil die Tragfinger 15, 16 und 17 und
auch der rohrartige Ansatz 32 aus Blech bestehen. Aus optischen
Gründen
kann man nicht dargestellte Punktschweißwerkzeuge auch so ausbilden,
daß eine
fertige Punktschweißverbindung
in etwa das Aussehen der Warzen 39 und 40 aufweist
mit dem Vorteil, daß praktisch
kein elektrisch erhitzter Werkstoff über die umlaufende Oberfläche des
rohrartigen Ansatzes 32 emporgedrückt wird.
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Anstelle
von Schweißpunkten
kann man auch nicht dargestellte Schweißraupen stirnseitig an die
Mantelfelder 12, 13 und 14 und gleichzeitig
an der zylindrischen Öffnung 22 anbringen.
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Eine
weitere Möglichkeit,
zusätzlich
zum Reibschluß eine
Sicherung anzubringen, besteht darin, die Tragfinger 15, 16 und 17 mit
der zylindrischen Öffnung 22 zu
verkleben. Hierfür
kann der Fachmann Klebstoffe verwenden, die bei der Herstellung
von Elektromotoren vom Typ Kleinelektromotor für Schiebedachantriebe oder
Scheibenwischer bekannt sind.