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Dokumentenidentifikation DE102004058152B3 08.06.2006
Titel Lagersitz und Antriebseinheit
Anmelder OKIN Gesellschaft für Antriebstechnik mbH, 51645 Gummersbach, DE
Erfinder Bellingroth, Klaus, Dipl.-Ing., 51645 Gummersbach, DE
Vertreter Patentanwälte Lippert, Stachow & Partner, 51427 Bergisch Gladbach
DE-Anmeldedatum 02.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004058152
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2006
IPC-Hauptklasse F16D 1/072(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 25/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Lagersitz für eine antreibbare Welle besteht aus einem Gehäuse (1) mit einer Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle, wobei die Ausnehmung (2) mit der Welle zusammenwirkende Mittel (3) zur drehsicheren Festlegung der Welle relativ zum Lagersitz aufweist und wobei das Gehäuse (1) einen Bereich (4) zur Aufnahme eines Drehlagers zur drehbaren Lagerung der Welle und einen Bereich (5) zur Übertragung eines Drehmoments auf das Gehäuse (1) in Richtung der Wellenachse aufweist. Zwecks einfacher und konstengünstiger Herstellung eines solchen Lagersitzes wird vorgechlagen, dass Formschlussmittel (6) zur axialen formschlüssigen Festlegung des Gehäuses (1) und des Drehlagers relativ zur Welle vorgesehen sind. Die Formschlussmittel (6) können aus einer Vielzahl von um die Ausnehmung (2) verteilten sich axial erstreckenden, radial einwärts biegbaren Vorsprüngen (8) bestehen, die in eine Umfangsnut der Welle eingreifen können.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Lagersitz für eine antreibbare Welle, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der Welle, wobei die Ausnehmung mit der Welle zusammenwirkende Mittel zur drehsicheren Festlegung der Welle relativ zum Lagersitz aufweist und wobei das Gehäuse einen Bereich zur Aufnahme eines Drehlagers zur drehbaren Lagerung der Welle und einen Bereich zur Übertragung eines Drehmoments auf das Gehäuse in Richtung der Wellenachse aufweist.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinheit, bestehend aus einem Lagersitz, einer Welle, einem Drehlager und einem am Bereich zur Übertragung des Drehmoments drehsicher mit dem Gehäuse verbundenen Antriebsrad.

Ein Lagersitz und eine Antriebseinheit der vorstehend genannten Art sind aus der DE 42 44 642 C2 bekannt.

Hierbei weist das Gehäuse eine Sackbohrung auf, in die der mit einem Rändel versehene Endbereich einer Spindelwelle durch Pressung einbringbar ist. Der Sackbohrung gegenüberliegend ist ein Befestigungszapfen für das Drehlager angeformt, der als Lagersitz dient. Auf dem Befestigungszapfen ist das Drehlager durch Presssitz befestigbar. Im Umfangsbereich der Sackbohrung ist an das Gehäuse außen ein Schneckenrad angeformt.

Das einstückige aus Gehäuse, Befestigungszapfen und Schneckenrad bestehende Teil wird auf den Endbereich der Spindel aufgepresst, so dass es aufgrund der Rändelung der Spindel drehsicher relativ zur Spindel festgelegt ist. Die Sackbohrung des Gehäuses nimmt auf die Spindel übertragene axiale Druckkräfte, die in Richtung des Drehlagers wirken, auf. Das Gehäuse ist jedoch nicht für Zugbeanspruchungen der Spindel geeignet, da diese sich zumindest bei höheren Kräften aus dem Gehäuse lösen würde.

Für den Einsatz der Spindeleinheiten auf Zug und Druck wird daher in der DE 42 44 642 C2 eine Spindeleinheit vorgeschlagen, bei der die Spindelwelle in dem zu lagernden Bereich einen angedrehten Zapfen aufweist, auf den das Drehlager aufgepresst wird. Danach wird der überstehende Zapfen mittels einer Taumelnietmaschine vertaumelt. Das Schneckenrad wird zuvor auf die Spindel aufgepresst, wobei die radial auftretenden Momente wieder über einen aufgebrachten Rändel und über einen entsprechende Presspassung aufgefangen werden.

Das Andrehen des Zapfens und das Aufbringen des Rändels an dem zu lagernden Spindelende erfordert mehrere Arbeitsgänge und ist daher kostenaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagersitz für eine antreibbare auf Druck und Zug beanspruchbare Welle der eingangs genannten Art bereitzustellen, der mit einem Minimum an Herstellungsaufwand auskommt. Weiterhin soll eine Antriebseinheit mit einer auf Druck und Zug beanspruchten Welle geschaffen werden, die einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Lagersitz der eingangs genannten Art Formschlussmittel zur axialen formschlüssigen Festlegung des Gehäuses und des Drehlagers relativ zur Welle vorgesehen sind.

Die Formschlussmittel können einstückig am Gehäuse angeformt sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Formschlussmittel zur axialen Festlegung des Gehäuses relativ zur Welle an einer axialen, die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite des Gehäuses angeordnet.

Die Formschlussmittel weisen bevorzugt mindestens einen sich axial von der Stirnseite des Gehäuses erstreckenden, radial einwärts biegbaren Vorsprung auf. Zur Befestigung des Lagersitzes mit derartigen Formschlussmitteln auf einer Welle ist diese mit einer Ausnehmung versehen, in die der Vorsprung durch Umbiegen eingreift.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Formschlussmittel eine Vielzahl von um die Ausnehmung verteilten sich axial von der Stirnseite weg erstreckenden, radial einwärts biegbaren Vorsprüngen auf. Diese können dann in eine auf der Welle angebrachte Ringnut eingreifen.

Damit der bzw. die in die Ausnehmung bzw. Ringnut hinein gebogenen Vorsprünge auch bei sehr hohen Druck- und Zugbelastungen der Welle eine axiale Lagersicherung gewährleisten, ist das Gehäuse aus einem geeigneten Material zu fertigen, durch das ein Zurückbiegen der Vorsprünge aus der Ausnehmung oder Nut auch bei sehr hohen Zugkräften verhindert wird. Das Gehäuse ist daher vorteilhafterweise als Zink-Druckguss-Teil ausgebildet. Das Gehäuse kann jedoch alternativ auch aus Stahl oder anderen Metallen und Metalllegierungen hergestellt sein. Auch andere geeignete Materialien kommen in Betracht.

Die Formschlussmittel können auch als separate Teile ausgebildet sein, die das Gehäuse und das Drehlager relativ zur Welle formschlussig axial festlegen.

Dazu kann das Gehäuse in einer axialen, die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite einen zylinderförmigen Ansatz mit einer seitlichen Öffnung aufweisen, in die eine auf den Ansatz radial aufschiebbare Klammer mit einem Teil einrastbar ist, das in eingerasteter Position gegenüber der Innenwand des Ansatzes radial nach innen vorsteht.

Weiterhin kann die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle Formschlussmittel zur drehsicheren Festlegung des Gehäuses relativ zur Welle aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Ausnehmung Kraftschlussmittel zur drehsicheren Festlegung des Gehäuses relativ zur Welle einschließen.

Insbesondere kann die Ausnehmung eine Rändelung in Form von sich axial erstreckenden Zähnen aufweisen.

Wenn das Gehäuse Kraftschlussmittel aufweist, mit denen es in einem Presssitz auf der Welle angeordnet werden kann, wird dadurch eine gewisse axiale Sicherung der Welle gegenüber dem Gehäuse erreicht. Diese axiale Sicherung reicht jedoch bei größeren Zugkräften nicht aus. Für den Einsatz einer Antriebseinheit auf Zug und Druck werden daher die vorstehend beschriebenen zusätzlichen Formschlussmittel benötigt.

Die Ausnehmung des Gehäuses zur Aufnahme der Welle ist vorteilhafterweise im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Vorsprünge in Form von sich axial erstreckenden Platten ausgebildet und in Form eines Kranzes über den Rand der kreisförmigen Öffnung der Ausnehmung an der Stirnseite des Gehäuses verteilt. Dabei sind die Platten in Umfangsrichtung des durch sie gebildeten Kranzes gekrümmt.

Die Platten können in Draufsicht rechteckig ausgebildet sein.

Um die Formschlussverbindung möglichst stabil zu gestalten, indem die Vorsprünge eine besonders große in die Ausnehmung bzw. Nut eingreifende Fläche bilden, ist die Breite der Platten in Umfangsrichtung geringer als ihr Abstand voneinander. Der Abstand der Platten in Umfangsrichtung ist vorzugsweise so bemessen, dass die Platten in der radial einwärts gebogenen Anordnung nur noch einen sehr geringen Abstand voneinander haben.

Die Platten können andererseits auch an ihrem an das Gehäuse angeformten Ende eine relativ große Breite aufweisen und sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen. In der radial einwärts gebogenen Position können die Platten dann einen im wesentlichen in radialer Richtung gleichen Abstand voneinander haben, der bevorzugt minimal ist.

Die axiale Länge der Vorsprünge im Verhältnis zum Durchmesser des durch sie gebildeten Kranzes beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,4. Besonders vorteilhaft ist ein Verhältnis von 0,2 bis 0,3.

Bevorzugt ist die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle als Sackloch im Gehäuse ausgebildet, so dass ein Ende der Welle darin einsteckbar ist. Der Grund des Sackloches, der auch eine Öffnung kleineren Durchmessers aufweisen kann, dient zur Aufnahme axialer Druckbelastungen der Welle, die zum Lager hin gerichtet sind.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Bereich zur Aufnahme eines Drehlagers als koaxialer Ansatz an der der Ausnehmung gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses angeordnet, wobei der Außendurchmesser des Ansatzes kleiner als ist als derjenige des Gehäuses.

Der Ansatz kann eine axiale Durchgangsöffnung aufweisen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Ausnehmung zur Aufnahme eines Wellenendes.

Der Ansatz ist dabei an seiner äußeren Umfangsfläche zur Aufnahme des Drehlagers, zum Beispiel des Innenrings eines Kugellagers, ausgelegt.

Das Drehlager kann auf den Ansatz unter Druck aufgepresst sein, so dass es durch seinen Presssitz bis zu bestimmten Kräften drehsicher und verschiebungssicher an dem Gehäuse angeordnet ist.

Das Gehäuse weist bevorzugt an seiner äußeren Umfangsfläche Mittel zur drehsicheren Befestigung eines Antriebrades, über das ein Drehmoment auf die Welle übertragen werden kann, auf.

Andererseits kann ein Antriebsrad, zum Beispiel ein Schneckenrad, Zahnrad, Riemenrad oder dergleichen, auch einstückig an das Gehäuse angeformt sein.

Die Mittel zur drehsicheren Befestigung eines Antriebsrades auf der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses können eine sich axial erstreckende Keilverzahnung aufweisen. Das Antriebsrad kann dann an der Innenseite seiner Nabe mit einer korrespondierenden Keilverzahnung versehen sein, so dass das Antriebsrad axial auf das Gehäuse aufgeschoben werden kann und durch die Keilverzahnung einen drehsicheren Sitz erhält.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse an seinem die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Ende mit einem radial nach außen an seiner äußeren Umfangsfläche vorstehenden Vorsprung versehen, der eine zum gegenüberliegenden Ende des Gehäuse weisende Anschlagfläche für das Antriebsrad aufweist. Die Anschlagfläche weist mit ihrer Normalen vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Gehäuses.

Der Vorsprung und seine Anschlagsfläche sind bevorzugt ringförmig um das Gehäuse gebildet.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch eine Antriebseinheit gelöst, die aus einem Lagersitz der oben beschriebenen Art, einer Welle, einem Drehlager und einem am Bereich zur Übertragung des Drehmoments drehsicher mit dem Gehäuse verbundenen Antriebsrad gelöst.

Bevorzugt ist das Drehlager als Kugellager ausgebildet und sitzt mit seinem Innenring auf der Umfangsfläche eines an dem Gehäuse angeordneten konzentrischen Ansatzes. Eine hoch belastbare axiale Lagersicherung ist dadurch gegeben, dass das Drehlager durch Taumelvernietung am freien Ende des Ansatzes auf diesem verschiebungssicher befestigt ist. Dazu ist das Gehäuse aus einem geeigneten Material, wie zum Beispiel als Zink-Druckguss-Teil, wie oben angeführt, gefertigt.

Das Drehlager liegt dann an seiner Taumelvernietung gegenüberliegenden Stirnseite gegen die radiale Verbreiterung des Gehäuses am Fuß seines Ansatzes und/oder gegen das Antriebsrad an.

Das Antriebsrad kann in der zur Welle hinweisenden axialen Richtung durch einen schon erwähnten an dem die Ausnehmung aufweisenden Ende des Gehäuses angeordneten radialen Vorsprung mit einer Anschlagfläche für das Antriebsrad axial gesichert sein.

Die axiale Länge des Gehäuses zwischen der Anschlagfläche und der dieser gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses ist dann gleich der oder größer als die axiale Länge des Antriebsrades.

Das Gehäuse und der daran angeformte Ansatz sind so bemessen, dass bei auf dem Gehäuse gegen die Anschlagfläche anliegenden Antriebsrad und auf dem Ansatz gegen das Gehäuse und/oder das Antriebsrad anliegenden Drehlager das freie Ende des Ansatzes vom Drehlager um eine vorbestimmte Länge vorsteht, so dass das freie Ende des Ansatzes vertaumelt oder in anderer Weise vernietet werden kann und das Drehlager verschiebungssicher auf dem Gehäuse und dem Ansatz festliegt.

Zur axialen Lagersicherung bei Zugbeanspruchung der Welle weist diese eine Ausnehmung auf, in die bei Aufnahme der Welle in die Ausnehmung des Gehäuses die Formschlussmittel zur axialen Festlegung der Welle eingreifen.

Bevorzugt weisen die Befestigungsmittel, wie schon oben dargelegt, sich vom stirnseitigen Rand der Ausnehmung axial erstreckende Vorsprünge auf, die radial einwärts biegbar in die Ausnehmung der Welle eingreifen.

In einer anderen bevorzugten Ausführung weisen die Formschlussmittel, wie ebenfalls schon oben beschrieben, eine separate Klammer auf, die auf einen an der die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite des Gehäuses angeordneten zylinderförmigen Ansatz radial aufschiebbar ist, wobei der Ansatz eine seitliche Öffnung aufweist, in die die Klammer mit einem Teil einrastbar ist, das in eingerasteter Position gegenüber der Innenwand des Ansatzes nach innen in die Umfangsnut der Welle vorsteht.

Die Klammer kann U-förmig ausgebildet sein und mit ihren beiden Schenkeln in die Öffnung oder zwei am Ansatz gegenüberliegende Öffnungen rastend eingreifen, so dass Teile der Schenkel gegenüber der Innenwand des Ansatzes nach innen in die Umfangsnut der Welle hinein vorstehen. Selbstverständlich sind andere Formen separater Formschlussmittel, die das Gehäuse axial relativ zur Welle festlegen, geeignet.

Wie ebenfalls schon oben ausgeführt, weist die Ausnehmung des Gehäuses bevorzugt eine Rändelung in Form von sich axial erstreckenden Zähnen zur Presspassung der Welle im Gehäuse auf. Der durch die Zahnspitzen bestimmte geringste Innendurchmesser der Ausnehmung ist dazu um einen vorbestimmten Betrag kleiner als der größte Außendurchmesser der Welle im Bereich der Ausnehmung.

Andererseits kann das Gehäuse auch durch eine Schraubverbindung mit dem betreffenden Wellenende oder durch andere formschlüssige und/oder kraftschlüssige Mittel befestigt sein.

Die Welle kann insbesondere bei einem Linearantrieb als Spindel ausgebildet sein.

Weiterhin kann das Antriebsrad als Schneckenrad gestaltet sein, das mit einer durch einen Elektromotor angetriebenen Schnecke kämmt.

Das Antriebsrad kann, wie schon oben erwähnt, eine Keilverzahnung an der Innenseite seiner Narbe aufweisen, die mit einer Keilverzahnung auf der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses im Bereich der Ausnehmung korrespondiert, so dass es axial und drehsicher auf das Gehäuse aufschiebbar ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Lagersitzes,

2 einen Längsschnitt durch den in 1 dargestellten Lagersitz,

3 eine stirnseitige Ansicht des Lagersitzes in Richtung des Pfeils A in 2,

4 eine stirnseitige Ansicht des Lagersitzes in Richtung des Pfeils B in 2,

5 eine auseinandergezogene Darstellung einer Antriebseinheit aus Lagersitz, Drehlager, Antriebsrad und Welle vor ihrer axialen Lagerungssicherung der einzelnen Teile,

6 die in 5 gezeigten Teile in ihrer Zusammensetzung ihrer axialen Lagerungssicherung,

7 eine auseinandergezogene Darstellung der in 5 gezeigten Teile nach ihrer axialen Lagerungssicherung,

8 die in 5 gezeigten Teile in ihrer Zusammensetzung nach erfolgter axialer Lagerungssicherung,

9 einen Längsschnitt durch einen Lagersitz nach erfolgter axialer Lagersicherung,

10 eine stirnseitige Ansicht des in 9 dargestellten Lagersitzes in Richtung des Pfeils A in 9,

11 eine stirnseitige Ansicht des in 9 gezeigten Lagersitzes in Richtung des Pfeils B in 9,

12 eine stirnseitige Ansicht des in den 68 gezeigten Schneckenrads,

13 eine auseinandergezogene Darstellung einer weiteren Ausführung einer Antriebseinheit mit alternativen Formschlussmitteln und

14 die in 13 gezeigten Teile in ihrer Zusammensetzung nach erfolgter axialer Lagersicherung.

Wie aus den 1 bis 4 hervorgeht, besteht der Lagersitz für eine antreibbare Welle aus einem Gehäuse 1 mit einer Ausnehmung 2 zur Aufnahme der Welle, wobei die Ausnehmung 2 mit der Welle zusammenwirkende Mittel 3 zur drehsicheren Festlegung der Welle relativ zum Lagersitz aufweist. Das Gehäuse 1 weist weiterhin einen Bereich 4 zur Aufnahme eines Drehlagers zur drehbaren Lagerung der Welle und einen Bereich 5 zur Übertragung eines Drehmoments auf das Gehäuse 1 in Richtung der Wellenachse auf. Um das Gehäuse 1 relativ zur Welle und das Drehlager am Gehäuse 1 festlegen zu können, sind am Gehäuse 1 Formschlussmittel 6 zur axialen Sicherung des Gehäuses 1 auf der Welle vorgesehen.

Die Formschlussmittel 6 sind an einer axialen, die Ausnehmung 2 zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite 7 des Gehäuses 1 angeordnet und bestehen aus einer Vielzahl von um die Ausnehmung verteilte, sich axial von der Stirnseite 7 weg erstreckende, radial einwärts biegbare Vorsprünge 8.

Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse als Zink-Druckguss-Teil gefertigt, das nicht nur einfach herzustellen ist, sondern den Vorsprüngen, in ihrer radial einwärts gebogen Position, eine genügende Festigkeit und Stabilität gegen Zurückbiegen verleiht. Das Gehäuse 1 mit den Vorsprüngen 8 in ihrer radial einwärts gebogenen Position wird in den 9 und 10 gezeigt und weiter unten näher erläutert.

Wie außerdem aus den 1 bis 4 hervorgeht, weist die Ausnehmung 2 Kraftschlussmittel zur drehsicheren Festlegung des Gehäuses 1 relativ zur Welle auf. Die Kraftschlussmittel sind als Rändelung in Form von sich axial erstreckenden Zähnen 10 ausgeführt.

Wie die genannten Figuren zeigen, sind das Gehäuse 1 und die Ausnehmung 2 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Die Vorsprünge 8 sind in Form eines Kranzes sich axial erstreckender Platten über den Rand der kreisförmigen Öffnung der Ausnehmung 2 an der Stirnseite 7 des Gehäuses 1 verteilt. Wie insbesondere aus den 1 und 4 hervorgeht, sind die plattenförmigen Vorsprünge 8 in Umfangsrichtung ihrer kranzförmigen Anordnung gekrümmt. Um beim Radialeinwärtsbiegen der Vorsprünge 8 möglichst einen geschlossenen umlaufenden Vorsprung zu erhalten, ist die Breite der plattenförmigen Vorsprünge 8 in Umfangsrichtung geringer als ihr Abstand. Die plattenförmigen Vorsprünge sind in Draufsicht rechteckig ausgebildet. Ihre axiale Länge im Verhältnis zum Durchmesser des von ihnen gebildeten Kranzes beträgt ca. 0,25.

Aus 2 ist ersichtlich, dass die Ausnehmung 2 als Sackloch zur Aufnahme eines Endes einer Welle ausgebildet ist.

An der der Stirnseite 7 mit der Öffnung der Ausnehmung 2 und den Vorsprüngen 8 gegenüberliegenden Stirnseite 11 des Gehäuses 1 ist ein koaxialer Ansatz 12 zur Aufnahme eines Drehlagers angeordnet, dessen Außendurchmesser kleiner ist als derjenige des Gehäuses 1.

Der Ansatz 12 weist eine axiale Durchgangsöffnung 13 auf, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung 2 ist. Die der Ausnehmung 2 gegenüberliegende Öffnung des Ansatzes 12 weist eine konische Verbreiterung auf.

Aus den 1 und 4 geht weiterhin hervor, dass das Gehäuse 1 an seiner äußeren Umfangsfläche außerhalb des Ansatzes 12 Mittel 14 zur drehsicheren Befestigung eines Antriebsrads aufweist. Diese Mittel bestehen aus einer sich axial erstreckenden Keilverzahnung.

Auf diese lässt sich, wie weiter unten noch ausgeführt wird, ein Antriebsrad mit einer korrespondierenden Keilverzahnung an der Innenseite der Nabe drehsicher aufschieben.

Das Gehäuse 1 ist an seinem die Ausnehmung 2 zur Aufnahme der Welle aufweisenden Ende mit einem radial nach außen an seiner äußeren Umfangsfläche vorstehenden ringförmigen Vorsprung 15 versehen. Der Vorsprung 15 weist eine zur gegenüberliegenden Stirnseite 11 des Gehäuses 1 gerichtete ringförmige Anschlagfläche 16 zur axialen Anlage eines Antriebsrades auf.

Eine Antriebseinheit, bestehend aus dem in den 1 bis 4 gezeigten Lagersitz, einer Welle 17, einem Drehlager 18 und einem am Bereich zur Übertragung des Drehmomentes drehsicher mit dem Gehäuse 1 verbundenen Antriebsrad 19, ist in den 5 und 6 gezeigt.

Zur Herstellung der Antriebseinheit wird das oben beschriebene Gehäuse 1 zusammen mit einem Antriebsrad 19 und einem Drehlager 18 oder ohne diese Teile unter Druck axial auf ein Ende der Welle 17 aufgebracht.

Die Welle ist in dem betrachteten Ausführungsbeispiel als Spindel ausgebildet. Zum Einpressen des Spindelendes in die Ausnehmung 2 des Gehäuses 1 ist keine weitere Bearbeitung der Spindel, insbesondere keine Rändelung derselben, erforderlich. Durch die in der Ausnehmung 2 des Gehäuses 1 angebrachte Rändelung wird eine drehsichere Presspassung zwischen Gehäuse 1 und Spindelwelle 17 erreicht. In Richtung auf die Lagerung wirkende Druckbeanspruchungen der Spindelwelle 17 werden durch die als Sackloch ausgebildete Ausnehmung 2 aufgenommen.

Die Spindelwelle 17 weist in einem Längsbereich, der nach Einstecken in die Ausnehmung 2 des Gehäuses 1 vor der Ausnehmung 2 angeordnet ist, eine Umfangsnut 20 auf, in der etwa eine Windung der Spindel fehlt und die in einfacher Weise herzustellen ist. In diese Umfangsnut 20 erstrecken sich die radial einwärts gebogenen Vorsprünge 15 des Gehäuses 1, wie in den 7 und 8 sowie 9 bis 11 gezeigt ist. Dadurch wird die Spindelwelle 17 auch bei sehr hohen Zugkräften axial am Gehäuse 1 gesichert.

Das in den 5 bis 8 und 12 gezeigte, als Schneckenrad ausgebildete Antriebsrad 19 weist an der Innenseite seiner Nabe, wie aus 12 hervorgeht, eine mit der Keilverzahnung an der Umfangsfläche des Gehäuses 1 korrespondierende Keilverzahnung 21 auf, mit der es nach Aufschieben auf das Gehäuse 1 auf diesem drehsicher befestigt ist. Nach dem Aufschieben des Antriebsrads 19 auf das Gehäuse 1 liegt es mit einer Stirnseite axial an der Anschlagfläche 16 des radialen Vorsprungs 15 des Gehäuses 1 an.

Anschließend wird auf den Ansatz 12 des Gehäuses 1 das Drehlager 18 aufgeschoben. Das Drehlager 18 ist als Kugellager ausgebildet, wobei der Innendurchmesser des Innenrings einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Ansatzes 12. Somit ergibt sich ein Presssitz des Drehlagers 18 auf dem Ansatz 12.

Das Drehlager 18 liegt an einer Stirnseite an dem auf dem Gehäuse 1 aufgeschobenen Antriebsrad 19 an. Zur axialen Sicherung des Drehlagers 18 und des Antriebsrades 19 auf dem Gehäuse 1 steht das freie Ende des Ansatzes 12, wie in 6 gezeigt, vom Drehlager um eine vorbestimmte Länge vor, so dass das freie Ende des Ansatzes 12 nach einer Taumelvernietung das Drehlager 18 und das Antriebsrad 19 gegen das Gehäuse 1 axial festlegt. Die Vernietung des Ansatzes 12 des Gehäuses 1 ist in den 7 und 8 näher dargestellt.

Der in den 9 bis 11 gezeigte Lagersitz mit erfolgter axialer Lagersicherung unterscheidet sich von dem in den 1 bis 4 dargestellten Lagersitz vor axialer Lagersicherung noch dadurch, dass die um die Ausnehmung 2 verteilten, sich radial von der Stirnseite 7 weg erstreckenden, radial einwärts gebogenen Vorsprünge 8 trapezförmig ausgebildet sind, d.h. an ihrem an das Gehäuse (1) angeformten Ende eine relativ große Breite aufweisen und sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen. Wie insbesondere aus 10 hervorgeht, haben die Vorsprünge 8 in der radial einwärts gebogenen Position dann einen im wesentlichen in radialer Richtung gleichen Abstand voneinander.

Bei den in den 13 und 14 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Formschlussmittel 6 zur formschlüssigen axialen Festlegung der Welle 17 relativ zum Gehäuse 1 eine separate Klammer 22, die auf einen an der die Ausnehmung zur Aufnahme der Welle 17 aufweisenden Stirnseite des Gehäuses 1 angeordneten zylinderförmigen Ansatz 23 radial aufschiebbar ist.

Die Klammer 22 ist, wie 13 zeigt, U-förmig ausgebildet. Beim radialen Aufschieben auf den Ansatz 23 des Gehäuses 1 rasten die Schenkel 24, 25 der Klammer 22 in entsprechende gegenüberliegende Öffnungen 26 des zylinderförmigen Ansatzes 23 ein. Die Klammer 22 und die Öffnungen 26 sind so ausgebildet, dass in eingerasteter Position Teile der Schenkel 24 und 25 durch die Öffnungen 26 gegenüber der Innenwand des Ansatzes 23 nach innen in die Umfangsnut 20 der Welle 17 eingreifen und diese verschiebungssicher gegenüber dem Gehäuse 1 festlegen.

Im Übrigen sind das Gehäuse 1 sowie das Antriebsrad 19 und das Drehlager 18 wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet.

1Gehäuse 2Ausnehmung 3Mittel zur drehsicherenFestlegung der Welle 4Bereich zur Aufnahme eines Drehlagers 5Bereich zur Übertragung eines Drehmoments 6Formschlussmittel 7Stirnseite 8Vorsprung 9Kraftschlussmittel 10Zahn 11Stirnseite 12Ansatz 13Durchgangsöffnung 14Mittel zur drehsicheren Befestigung eines Antriebs rads 15Vorsprung 16Anschlagfläche 17Welle 18Drehlager 19Antriebsrad 20Umfangsnut 21Keilverzahnung 22Klammer 23Ansatz 24Schenkel 25Schenkel 26Öffnung

Anspruch[de]
  1. Lagersitz für eine antreibbare Welle (17) bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einer Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle (17), wobei die Ausnehmung (2) mit der Welle (17) zusammenwirkende Mittel (3) zur drehsicheren Festlegung der Welle (17) relativ zum Lagersitz aufweist und wobei das Gehäuse (1) einen Bereich (4) zur Aufnahme eines Drehlagers (18) zur drehbaren Lagerung der Welle (17) und einen Bereich (5) zur Übertragung eines Drehmoments auf das Gehäuse (1) in Richtung der Wellenachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Formschlussmittel (6) zur axialen formschlüssigen Festlegung des Gehäuses (1) und des Drehlagers (18) relativ zur Welle (17) vorgesehen sind.
  2. Lagersitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (6) einstückig am Gehäuse (1) angeformt sind.
  3. Lagersitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an einer axialen, die Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite (7) die Formschlussmittel (6) zur axialen Festlegung des Gehäuses (1) relativ zur Welle aufweist.
  4. Lagersitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (6) mindestens einen sich axial von der Stirnseite (7) weg erstreckenden, radial einwärts biegbaren Vorsprung (8) aufweisen.
  5. Lagersitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (6) eine Vielzahl von um die Ausnehmung verteilten sich axial von der Stirnseite (7) weg erstreckenden, radial einwärts biegbaren Vorsprüngen (8) aufweisen.
  6. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Zink-Druckguss-Teil ausgebildet ist.
  7. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel separate Teile bilden, die das Gehäuse (1) und das Drehlager (18) relativ zur Welle (17) formschlüssig axial festlegen.
  8. Lagersitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse an einer axialen, die Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite (7) einen zylinderförmigen Ansatz (23) mit einer seitlichen Öffnung (26) aufweist, in die eine auf den Ansatz (23) radial aufschiebbare Klammer (22) mit einem Teil einrastbar ist, das in eingerasteter Position gegenüber der Innenwand des Ansatzes (23) radial nach innen vorsteht.
  9. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) Formschlussmittel zur drehsicheren Festlegung der Welle relativ zum Gehäuse (1) aufweist.
  10. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) Kraftschlussmittel (9) zur drehsicheren Festlegung der Welle relativ zum Gehäuse (1) aufweist.
  11. Lagersitz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) eine Rändelung in Form von sich axial erstreckenden Zähnen (10) aufweist.
  12. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.
  13. Lagersitz nach den Ansprüchen 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (8) in Form eines Kranzes sich axial erstreckender Platten über den Rand der kreisförmigen Öffnung der Ausnehmung (2) an der Stirnseite (7) des Gehäuses (1) verteilt sind, wobei die Platten in Umfangsrichtung gekrümmt sind.
  14. Lagersitz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten in Draufsicht rechteckig ausgebildet sind.
  15. Lagersitz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Platten in Umfangsrichtung geringer als ihr Abstand ist.
  16. Lagersitz nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Vorsprünge im Verhältnis zum Durchmesser des von ihnen gebildeten Kranzes 0,1–0,4 beträgt.
  17. Lagersitz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Vorsprünge im Verhältnis zum Durchmesser des durch sie gebildeten Kranzes 0,2–0,3 beträgt.
  18. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) als Sackloch zur Aufnahme eines Endes der Welle (17) ausgebildet ist.
  19. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (4) zur Aufnahme eines Drehlagers (18) als koaxialer Ansatz (12) an der der Ausnehmung (2) gegenüberliegenden Stirnseite (11) des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Ansatzes (12) kleiner als derjenige des Gehäuses (1) ist.
  20. Lagersitz nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (12) eine axiale Durchgangsöffnung (13) aufweist.
  21. Lagersitz nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (12) an seiner äußeren Umfangsfläche zur Aufnahme des Innenrings eines Kugellagers ausgebildet ist.
  22. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an seiner äußeren Umfangsfläche Mittel (14) zur drehsicheren Befestigung eines Antriebsrads (19) aufweist.
  23. Lagesitz nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (14) zur drehsicheren Befestigung eines Antriebsrads eine sich axial erstreckende Keilverzahnung aufweisen.
  24. Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an seinem die Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle aufweisenden Ende einen radial nach außen an seiner äußeren Umfangsfläche vorstehenden Vorsprung (15) mit einer zum gegenüberliegenden Ende weisenden Anschlagfläche (16) aufweist.
  25. Antriebseinheit, bestehend aus einem Lagersitz nach einem der Ansprüche 1 bis 24, einer Welle (17), einem Drehlager (18) und einem am Bereich (5) zur Übertragung eines Drehmoments drehsicher mit dem Gehäuse (1) verbundenen Antriebsrad (19).
  26. Antriebseinheit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (18) als Kugellager ausgebildet ist und mit seinem Innenring auf der Umfangsfläche eines an dem Gehäuse (1) angeordneten konzentrischen Ansatzes (12) sitzt.
  27. Antriebseinheit nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (18) durch Taumelvernietung des freien Endes des Ansatzes (12) auf diesem verschiebungssicher befestigt ist.
  28. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an seinem die Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle (17) aufweisenden Ende einen radial nach außen an seiner äußeren Umfangsfläche vorstehenden Vorsprung (15) mit einer zum gegenüberliegenden Ende weisenden Anlagefläche (16) für das Antriebsrad (19) aufweist.
  29. Antriebseinheit nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Gehäuses (1) zwischen der Anschlagfläche (16) und der dieser gegenüberliegenden Stirnseite (11) des Gehäuses (1) gleich der oder größer als die axiale Länge des Antriebsrades (19) ist.
  30. Antriebseinheit nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei auf dem Gehäuse (1) gegen die Anschlagfläche (16) anliegenden Antriebsrad (19) und auf dem Ansatz (12) gegen das Gehäuse (1) oder gegen das Antriebsrad (19) anliegenden Drehlager (18) das freie Ende des Ansatzes (12) vom Drehlager (18)um eine vorbestimmte Länge vorsteht, so dass. das freie Ende des Ansatzes (12) nach dessen Taumelvernietung das Antriebsrad (19) und das Drehlager (18) verschiebungssicher auf dem Gehäuse (1) und dessen Ansatz (12) festlegt.
  31. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (17) eine Umfangsnut (20) aufweist, in die bei Aufnahme der Welle (17) in die Ausnehmung (2) des Gehäuses (1) die Formschlussmittel (6) zur axialen Festlegung der Welle (17) relativ zum Gehäuse (1) eingreifen.
  32. Antriebseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (6) zur axialen Festlegung der Welle (17) sich vom stirnseitigen Rand der Ausnehmung axial erstreckende Vorsprünge (15) aufweisen, die radial einwärts biegbar in die Umfangsnut (20) der Welle (17) eingreifen.
  33. Antriebseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussmittel (6) zur axialen Festlegung der Welle (17) eine separate Klammer (22) aufweisen, die auf einen an der die Ausnehmung (2) zur Aufnahme der Welle aufweisenden Stirnseite des Gehäuses (1) angeordneten zylinderförmigen Ansatz (23) radial aufschiebbar ist, wobei der Ansatz eine seitliche Öffnung (26) aufweist, in die die Klammer (22) mit einem Teil einrastbar ist, das in eingerasteter Position gegenüber der Innenwand des Ansatzes (23) nach innen in die Umfangsnut (20) der Welle (17) vorsteht.
  34. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) des Gehäuses (1) sich axial erstreckende Zähne (10) aufweist, wobei der durch die Zahnspitzen festgelegte geringste Innendurchmesser der Ausnehmung (2) um einen vorbestimmten Betrag kleiner ist als der größte Außendurchmesser der Welle (17) im Bereich der Ausnehmung (2).
  35. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (17) eine Spindel ist.
  36. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (19) ein Schneckenrad ist.
  37. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad eine der Keilverzahnung auf der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (1) korrespondierende Keilverzahnung (21) an der Innenseite seiner Nabe aufweist, so dass es axial auf das Gehäuse (1) aufschiebbar ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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