DE7837855U1 - Bolzen mit Bund - Google Patents

Description

Az,: G 78 57 855-9 Stuttgart, den 20.6.'«980

P 3638 Hgm X/Lö

Anmelderin:

Groß &. Froelich
Müllerstraße 12

7000 Stuttgart

Vertreter:

Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 4-1

7000 Stuttgart 1

Bolzen mit Bund

Die Erfindung betrifft einen Bolzen, eine Welle odur einen Achslage rzapi'en mit radial vorstehendem, axial belastbarem Bund .

Im Maschinenbau tritt häufig das Problern auf, daß au i' einer Welle gelagerte oder von einem Bolzen eefiinrte von einem Achszapfen p;etragene Teile in ihr or axialen

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— 2. —

Bewegbarköit relativ zu V/elle bzw. Bolzen oder Achazapfen begrenzt sein aollen, üa ist zu diesem Zweck bekannt, die Welle mit einstückig angeformtem Bund aus einem Halbzeug größeren Durchmessers durch Abdrehen auf den Wellendurchmesser herzustellen, wobei der Bund stehen bleibt«. Von Nachteil ist dabei einerseits der relativ hohe Material- und Bearleitungsaufwand und andererseits der Umstand, daß die abgedrehte Mantelfläche der V/elle bzw. des Bolzens , keine feine Oberfläche aufweist. Werden nicht nur ganz geringe Anforderungen an die Oberfläche gestellt muß die Welle nachträglich noch geschliffen und ggf. poliert werden.

Um diese Nachteile zu vermeiden ist es auch bekannt, den Bund als gesonderten Ring und die Welle aus Halbzeug mit gewünschter Oberflächenqualität herzustellen. Die Befestigung des Ringes auf der Welle erfolgt durch Aufschrumpfen, wobei die Welle unterkühlt und der Ring erwärmt werden. Von Nachteil ist dabei jedoch, daß zum Erreichen der gey/ünschten Pressung die Abiaeasungstoleranzen sehr eng eingehalten werden müssen. Auch ist von Nachteil, daß der C Ring dauernd unter Spannung steht und damit bereits vorbelastet ist. Zu dieser Vorbelastung treten dann die betrieblich auftretenden Belastungen noch hinzu.

i-s ist ferner bekannt, derartige Bolzen oder Achazapfen mit Bund durch Fließpressen in einem Stück herzustellen. Fließpreßwerkzeuge sind aber relativ teuer und nur wirtschaftlich bei der Herstellung großer Stückzahlen, Auch

ist ein nachträgliches Bearbeiten häufig erforderlich, da die Bolzenoberfläche Riefen vom Fließpreßvorgang aufweist. Auch müssen ggfls. in dem Bolzen vorgesehene Nuten nachträglich spanabhebend eingearbeitet werden, weil sich derartige Nuten beim Fließpressen wegen des zu hohen Verformungsgrades nicht herstellen lassen.

Eine sehr einfache und seit langem bekannte Methode der Erzeugung eines axialen Anschlages umfaßt das Einarbeiten einer Nut in die Welle und das Aufbringen eines Wellenringes, Derartige Wellenringe sind jedoch keine geschlossenen Ringe und werden zum Aufbringen elastisch verformt. Sie weisen in unverformtera Zustand einen geringeren Innendurchmesser auf als die Welle; sie werden mittels spezieller Werkzeuge montiert. Nachteilig wirkt sich allerdings gelegentlich aus, daß diese Ringe keine geechlossenen Ringe sind und daher ein entsprechendes Verhalten bei Belastung zeigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die die vorstehend geschilderten Nachteile überwindet und eine preiswerte Herstellung von Wellen, Bolzen oder Achslagerzapfen mit radial vorstehendem und axial belastbarem Bund ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Bund aus einem geschlossenen Ring gebildet ist, der in einer Nut des Zapfens sitzt, in der er unter plastischer Verformung radial eingepreßt ist. .

Ein Vorteil eines derartigen Bolzens liegt darin, daß ein geschlossener Anlagebund erzeugt wird, der axial

hochbelastbar ist und der unverrückbar an dem Bolzen bzw. dem Zapfen positioniert ist. Dabei kann für den Bolzen oder den Zapfen bzw. die Welle ein Halbzeug mit hoher Oberflächengüte verwendet werden, die durch das Anbringen des Bundes nicht beeinträchtigt ist. Durch das Einpressen möglicherweise an der Bundmantelfläche entstehende Riefen sind ohne Bedeutung, da diese Mantelfläche nicht mit anderen Teilen zusammenwirkt. Da der ( )

Bund ein geschlossener Ring ist, hat er über seinen

ganzen Umfang hinweg dieselben Eigenschaften. Da er plastisch verformt ist, also sein Innendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Bolzens oder Zapfens, ist er zuverlässig in der Nut gehalten.

Bolzen und Ring können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise aus Kunststoff oder Buntmetall. Bevorzugt besteht ^sdoch der Ring aus tiefziehfähigem Metall und der Bolzen aus kurzspanendem Metall, insbesondere Automatenstahl. Diese Werkstoffpaarung hat sich als günstig herausgestellt.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen in vereinfachter und schematisierter Darstellung unter Wsglassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht bedeutsamen Einzelheiten:

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Fig. 1 teils in iaiüicht, teils im Üchnitt einen Achslagerzapfen für eine Utuhlrolle mit aufgeschobenem, aber noch nicht eingepreßten Hing,

Fig. 2 den Achslagerzapfen gemäß Fig. 1 nach den Einpressen des Hinges und

Fig. 3 ein Werkzeug zum üinpressen des Hinges. )

Der als Beispiel dargestellte Achslagerzapfen 1 einer Stuhlrolle umfaßt einen zylindrischen, an den linden angephasten Hundmaterialabschnitt, in dessen beiden i-'ndbereichen eine Nut 2 und eine Nut 3 eingearbeitet sind. Die Nut 2 hat einen flach gerundeten Nutquerschnitt, wogegen die Nut 3 einen rechteckfo'rmigen Querschnitt aufweist. Die beiden Nuten dienen zur Rastung bzw. Halterung des Achslagerzapfens Ί in einem ütuhlrollengehäuse bzw. dem Fuß eines Stuhles. Stuhlrollengehäuse und Fuß des Stuhles sind zueinander um die Achse des iichslagerzapfens Ί schwenkbar.

in seinem mittleren Bereich ist der ^.chslagerzapfen Ί mit einem radial vorstehenden und axial belastbaren Bund 4 versehen, der aus einem Hing 5 hergestellt wurde und starr und unverrückbar durch f ormschlüssigen oitz, mit dem Achslage rzapfen 1 verbunden ist. Der Hing 5 weist zunächst einen gegenüber dem Bund 4 vergrößerten Außendurehuesaur auf und ist mit einer Bohrung 6 versehen, die geringfü^i^ größer ist als der Außendurchmesser des -"-chsla^erzcipfens In den Ae;u;lage3"z=ij,fen Ί ist eine liut 7 eingearbeitet, in die der Hint- unter plastischer Verformung eing'^preiit \Λιχΐ.

Zum Aufpressen des Ringes 5 auf den Achslagerzapfen 1 dient ein Y/erkzeug mit; einem Stempel 8 und einem Gegenhalter 9. Der Stempel 8 ist mit einer zentralen, zylindrischen Längsbohrung 10 versehen, die in eine sich zur Mündung hin schlank erweiternde konische Bohrung 11 übergeht. Der Gegenhalter 9 umfaßt einen Flanschabschnitt 12 mit einem daran angeformten Rohrabschnitt 13, in den eine Bohrung 14 eingearbeitet ist, die geringfügig größer ist als der Durchmesser des Achslagerzapfens 1, Die axiale Länge von flansch 12 und Rohrstutzen 13 ist gleich dem Abstand des Bundes 4 von einer Stirnseite des Achslagerzapfens 1. Der Flansch 12 liegt auf einer nicht dargestellten Tischfläche einer Prease auf, an deren bewegbarem Schlitten der Stempel 8 angebracht ist, wobei die Bohrungen 10, 11 und 14 zueinander fluchten.

Ein Achslagerzapfen 1 wird in die Bohrung 14 eingestellt und ein Ring 5 aufgelegt, der dabei an der Stirnseite des Rohrstutzens 13 anliegt. Anschließend wird der Stempel 8 nach unten gefahren, wobei die konische Bohrung 11, deren maximaler Anfangsdurchnieaaer geringfügig größer ist als der Außendurchmeaaer des Ringes 5, den Ring 5 allmählich plastisch verformt und radial nach innen in die Hut 7 drückt, wobei sich der Ring staucht und dabei axial etwas verdickt, bis er die Gestalt des Bundes 4 angenommen hat.

he versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungabeispiel beschränkt ist, sondern mannigfach variiert werden kann. Dabei ist hinsichtlich

der Darstellung zu "bemerken, daß sowohl die Tiefe der Nut 7 als auch die Zunahme der Dicke vom Hing 5 zum Bund 4 der klareren Darstellung halber übertrieben gezeichnet ist.

Die Hutabmessungen (Tiefe und Breite) sind bevorzugt auf die Abmessungen des Ringes (Durchmesser und Dicke) und seine Verformung so abgestimmt, daß nach dem Einpressen der Bund satt am Nutgrund und den Nutflanken anliegt= Es kann jedoch auch die Anordnung so gewählt werden, daß beispielsweise in die Mantelfläche der Bohrung des Ringes eine im Querschnitt V-förmige Nut eingearbeitet ist und die beiden die Nut begrenzenden Schenkel beim Einpressen sich aufspreizen. Dabei kann der Aufspreizvorgang so weit getrieben werden, bis die Schenkelenden an den Nutflanken anliegen bzw. sich etwas in diese einpressen. In diesem Pail ist der Ring im allgemeinen etwas dünner als die Nutbreite. Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsform, daß mit einer leichteren Presse gearbeitet werden kann wegen der leichteren Verformbarkeit. Allerdings muß dabei in Kauf genommen werden, daß die Belastbarkeit des in dieser V/eise hergestellten Bundes geringer ist als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen und der dargestellten Ausführungsform.

Bei einer ausgeführten Anordnung der dargestellten Art war beispielsweise die Hut um y/o breiter als die Dicke des Ringes 5 und es war der Durchmesser des Hutyrundes ca. 7/0 kleiner als der Durchmesser der Bohrung des unverforsiten Itinges. Nach dem Verformen war der Außendurchmesser des Bundes ca. Q°,O vermindert gegenüber dem

Äufienäurchmesser des unverforcrfcen Hinges und es wax die Breite des Bundes etwa 20/ό vergrößert gegenüber der Dicke des unverf ormten Hinges, üamit war auch, die Breite des Bundes größer als die Breite der Wut, was ein zuverlässiges Einspannen und damit die gewünschte axiale Unver rückbarkeit gewährleistet.

Claims (2)

Az.: G 78 37 8.55.9 Stuttgart, den 20.8.1980 Anm.: Firma Groß & Froelich P 3638 Hgm X/Lö 7000 Stuttgart Schutzansprüche υ

1. Bolzen, Welle oder Achslagerzapfen mit radial vorstehendem, axial belastbarem Bund, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (4) aus einem geschlossenen Ring (5^ gebildet ist, der in einer Nut (7) des Zapfens (1) sitzt, in der er unter plastischer Verformung radial eingepreßt ist.

2. Bolzen, Welle oder Achslagerzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus tiefziehfähigem Metall und der Achslagerzapfen (1) aus kurzspanendem Metall, insbesondere Automatenstahl,

ί * besteht.