DE2032111B2

DE2032111B2 - Einrichtung zum einstellen des axialen spiels bzw. der axialen vorspannung von ringschraeglagern und anstellringe fuer diese einrichtung

Info

Publication number: DE2032111B2
Application number: DE19702032111
Authority: DE
Inventors: George Duston; Wren Frederick J. Nether Heyford; Northampton Barnbrook (Großbritannien)
Original assignee: Timken Co
Current assignee: Timken Co
Priority date: 1969-06-30
Filing date: 1970-06-29
Publication date: 1976-09-23
Also published as: DE2032111A1; SE361923B; FR2051458A5; US3726576A; BE752631A; GB1316433A; LU61215A1; US3672019A; DE2032111C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I und Anstellringe für diese Einrichtung.

Bei den bekannten Lageranordnungen der im Anspruch 1 genannten Art wird zur Einstellung des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung zwischen jinem axial einstellbaren Lagerring und einem Halteclernent ein axial federnder Anstellring eingesetzt (DT- PS 01 140, CH-PS 4 07 666, FR-PS 7 00 243). Hierfür sind \nstellringe unterschiedlichster Ausbildung bekannt. Die Einstellung ist im wesentlichen abhängig von dem üpannweg des Halteelements und der erzielbaren ⁷ederkraft des Anstellrings. Zwar wird man regelmäßig ür das einzustellende Lager speziell ausgebildete \nstellringe, durch die eine vorgewählte Federkraft erzielbar ist, verwenden, jedoch beeinflussen dii auftretenden Toleranzen bezüglich der axialen Abmes sungen der Anstellringe die Lagereinstellung. In allei Fällen hängt die Einstellung vom Spannweg de: Halteelements ab. Dieser ist jedoch bei den bekannter Lageranordnungen nicht definiert begrenzt, so daß ein« ungenaue Einstellung auch dann mögich ist, wenn da: Halteelement kraftabhängig, z. B. mittels eines Mo mentschlüssels, angezogen wird, da die auftretender Reibungskräfte unterschiedlich sein können. Falls keine Anstellringe der für das Lager bestimmten Art zui Verfugung stehen und mit Anstellringen gearbeitet werden muß, die wesentlich höher sind als die vorbestimmten Anstellringe, müssen diese auf die entsprechende Höhe bearbeitet werden, was zusätzliche Kosten erfordert und zudem bei ungenauer Bearbeitung eine mangelhafte Einstellung des Lagers ergeben kann.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erindung, eine exakte Einstellung des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagern, insbesondere von paarweise angeordneten, entgegengesetzt gerichteten Schrägkugel- oder Schrägrollenlagern unabhängig von den Toleranzen sowohl der Anstellringe als auch der anderen Lagerteile zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung gelöst.

Danach wird der Anstellring am Lager selbst mittels einer über ein Werkzeug auf den einstellbaren Laufring des Lagers aufgebrachten und durch einen fixierten Laufring des Lagers über die Wälzelemente aufgenommenen Axialkraft derart plastisch verformt, daß dieser gerade die axiale Abmessung erhält, die nach Einsetzen des Halteelements das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannkraft erzeugt. Neben der dadurch ermöglichten exakten Einstellung des Lagers unabhängig von den Toleranzen der Lagerteile mittels dieses derart angepaßten Anstellrings ergibt sich der weitere Vorteil, daß für verschiedene Lager keine Anstellringe entsprechend unterschiedlicher axialer Länge vorrätig gehalten werden müssen. Vielmehr ist es durch die erfindungsgemäße Einrichtung möglich, für eine Reihe von unterschiedlichen Lagern die gleichen Anstellringe mit einer Länge, die die erforderliche maximale Länge übersteigt, vorzusehen, welche dann durch plastische Verformung am einzustellenden Lager entsprechend der gewünschten Einstellung angepaßt werden.

Zwar ist es bereits bekannt (DT-PS 7 07 891). ein zwischen die Innenlaufringe eines paarweise und entgegengesetzt angeordneten Schräglagers einzusetzendes Abstandsstück plastisch zu verformen, um den gewünschten Abstand zwischen den inneren Laufringen des Lagers einzustellen. Dies erfolgt dadurch, daß das Abstandsstück zwischen die inneren Ringe eingebaut wird und auf einen der Ringe ein entsprechender Preßdruck aufgebracht wird, unter dem sich das Abstandsstück plastisch verformt. In dieser Stellung wird dann ein Klemmring eingesetzt, der das Lager in der eingestellten Lage fixiert. Durch das Abstandsstück wird jedoch im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung lediglich der Abstand der inneren Lagerringe eingestellt und es dient nur zur Übertragung der in üblicher Weise durch den Klemmring aufgebrachten Vorspannkraft zwischen den inneren Lagerringen. Der Klemmring selbst, der das axiale Spiel bzw. die Vorspannkraft des Lagers bedingt, wird nicht auf die erfindungsgemäße Weise plastisch verformt. Zudem sind bei der bekannten Anordnung keine Maßnahmen getroffen, die eine exakte Längeneinstellung des

Abstandsstücks gewährleisten, so daß das Abstandsstück zu weit plastisch verformt und damii unbrauchbar werden kann.

Zweckmäßige Ausführungsbeispiele für Anstellringe, die bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Anwendung gelangen können, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialsrhnitt durch eine Lageranordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Axialschnitt eines bei der Anordnung nach F i g. 1 eingesetzten Anslellrings,

F i g. 3 einen Axialschnitt durch das Werkzeug,

F i g. 4 und 5 aufeinanderfolgende Schritte zur Einstellung der Lageranordnung nach F i g. 1,

F i g. 6 einen Axialschnitt durch eine weitere Lageranordnung,

Fig. 7 eine Teilansicht einer Lageranordnung mit einem weiteren möglichen Einsatz eines Anstellrings,

Fig. 8 und 9 perspektivische Ansichten einer weiteren Auführungsform eines Anstellrings,

Fig. 10 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Anstellrings, und

Fig. 11 eine Druck-/Biegungskurve eines elastisch und plastisch verformbaren Anstellrings.

Fig. 1 zeigt eine in einem Gehäuse 1 mittels entgegengesetzt angeordneter Schrägkegellager 3 und 4 gelagerte Welle 2. Die äußeren Laufringe liegen an Ringschultern 5 bzw. 6 des Gehäuses 1 an. Die inneren Laufringe sitzen mit Paßsitz auf der Welle 2. Der innere Laufring des Lagers 3 liegt an einer Ringschulter 7 der Welle 2 an. Ein Anstellring 10 ist zwischen dem inneren Laufring des Lagers 4 und einem Spannring 8 angebracht, der mit Hilfe einer Mutter 9, welche auf das Wellenende aufgeschraubt ist, gegen eine Ringschulter 11 der Welle 2 zum Anschlag gebracht wird, wobei eine Zwischenscheibe zwischen dem Anstellring 10 und dem inneren Laufring eingesetzt ist. Die bewirkte elastische Verformung des Anslellrings 10 bestimmt die Einstellung der Lageranordnung in bezug auf das axiale Spiel oder auf die axiale Vorspannung.

Der Anstellring 10 selbst ist in Fig. 2 gezeigt. Sein Querschnitt ist V-förmig, in dem eine Ringnut 12 einen Basisschenkel 126 und einen schräg nach außen verlaufenden Flansch 12a bildet. Die Höhe des Anstellrings 10 ist mit 13 bezeichnet.

Aufgrund der geschilderten Gestaltung Hßt sich der Flansch 12a des Anstellrings 10 durch eine axiale Kraft sowohl elastisch als auch plastisch verformen.

Die Maßnahmen für das Einstellen der Lageranordnung nach F i g. 1 mittels eines Anstellrings nach F i g. 2 wird im folgenden anhand der Fig. 3, 4 und 5 näher beschrieben. Die Welle 2 sowie die Lager 3 und 4 werden in üblicher Weise im Gehäuse 1 montiert. Der Anstellring 10 wird dann mit Preßsitz auf die Welle 2 bis zur Anlage an dem inneren Laufring des Lagers 4 aufgeschoben, wie F i g. 2 zeigt. Falls eine Zwischenscheibe eingesetzt wird, wie in F i g. 1 gezeigt, wird diese entsprechend vorher montiert. Ein in Fig. 3 gezeigtes Werkzeug 15 wird dann auf die Welle 2 aufgeschoben. Das Werkzeug 15 besteht aus einem Ring, z. B. aus Stahl, mit einer stirnseiligen Anlagefläche 16 für den Anslellring 10 und einer ebenfalls stirnseitigen Anschlagfläche 17 Tür die Ringschulter 11 der Welle 2. Dabei isl die Anschlagfläclie 17 gegenüber der Anlneefläche 16 vertieft. Die Tiefe 18 entspricht bei gewünschtem Axialspiel Null der elastischen Rückverformung des Anstellrings nach der vorzunehmenden plastischen Verformung, bei Einstellung eines Axialspiels zusätzlich dem einzustellenden Axialspiel und bei Einstellung einer axialen Vorspannung weniger der zur Erzeugung der einzustellenden Vorspannkraft erforderlichen elastischen Verformung des Anstellrings 10 beim Einstellvorgang.

Durch das Werkzeug 15 wird auf den Anstellring 10 eine Axialkraft L ausgeübt, wie aus Fig.5 ersichtlich. Diese Kraft kann durch Aufschrauben der Mutter 9 auf das Ende der Welle 2, vergleiche F i g. 1, oder mit Hilfe eines geeigineten Preßwerkzeugs ausgeübt werden. Unter dieser Axialkraft L verformt sich der Anstellring 10 zuerst elastisch und dann plastisch, bis die Anschlagfläche 17 in Anlage mit der Ringschulter 11 der Welle 2 gelangt. Während des gesamten Vorgangs wird zweckmäßigerweise die Welle 2 gedreht, um ein ungleichmäßiges Verziehen der Lager zu verhindern.

Wird das Werkzeug 15 entfernt, nimmt die in F i g. 5 dargestellte axiale Länge 19 des Anstellrings 10 um den Betrag der elastischen Rückverformung zu. Es wird nun der Spannring 8 aufgesetzt und mit Hilfe der Mutter 9 angezogen, bis die Spannhülse ab dem Ansatz 11 der Welle 2 zur Anlage gelangt ist. Die Lager 3 und 4 sind damit auf das gewünschte Axialspiel bzw. die axiale Vorspannung eingestellt.

Der Sitz des einzustellenden inneren Laufrings des Lagers 4 auf der Welle 2 darf natürlich nicht zu fest sein, um eine Einstellung zuzulassen. Es kann sich empfehlen, für den einstellbaren Ring des Lagers 4 eine Gleitpaarung zu wählen.

F i g. 6 zeigt eine weitere Lageranordnung. Das Gehäuse ist mit la bezeichnet, die Welle mit 2a. Die inneren Laufringe der Schrägkugellager 3 und 4 liegen an den Ringschultcrn 20 und 21 der Welle 2;/ an, während der äußere Laufring des Lagers 3 an einem Ringflansch eines Deckels 1 b des Gehäuses anliegt. Der äußere Laufring des Lagers 4 ist einstellbar im Gehäuse lageführt. An ihn wird ein Anstellring 10 zur Anlage ge gebracht und durch einen Deckel Ic des Gehäuses la vorgespannt. Das hier zur Verwendung gelangende Werkzeug entspricht im wesentlichen dem Deckel Ic, jedoch sind die Anschlagfläche für das Gehäuse la und die Anlagefläche für den Anstellring 10 in der im Zusammenhang mit dem Werkzeug 15 beschriebenen Weise zueinander versetzt.

Fig. 7 zeigt die Einspannung des inneren Laufrings eines Schrägkegellagers zwischen zwei Anstellungen 10, wobei ein dem Werkzeug 15 entsprechendes Werkzeug /ur Einstellung des axialen Spiels des inneren Laufrings des Lagers vorgesehen sein kann.

Der Anstellring 10 kann aus Aluminium, Aluminium-Legierung, vergütetem Alumimium, Legierungsstahl oder Kupfer bestehen.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anstellring· in Form eines hohlen Rohres 25, das einfach radial geschlitzt oder geschlossen sein kann. Das Rohr 25 kann plastisch zu einer elliptischen Form verformt werden, wie in F i g. 9 gezeigt.

Fig. 10 betrifft ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anstellrings. Dieser besteht aus einem Kunststoffring 10a, in welchen um seinen Umfang axial verlaufende Stifte 106 eingelassen sind. Das Kunststoffmaterial und der Werkstoff sowie die Anzahl der Stifte werden entsprechend der aufzunehmenden Belastung gewählt. Das plastische Verformen des Anstelirings erfolgt durch das axiale Zusammendrücken der Stifte

iOb, während der Kunststoffring 10a nur als Haltevorrichtung für die Stifte lOfcdient.

Eine Druck-/Biegungskurve für einen Anstellring ist in Fig. 11 dargestellt. Die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes des Anstellrings ist niedriger als die statische Festigkeit der Lager. Die maximale Verformungskraft, die auf den Anstellring ausgeübt wird, sollte vorzugsweise nicht größer sein als 75 % der statischen Festigkeit der Lager, so daß diese nicht beschädigt werden. Für eine genaue Einstellung der Lager sollte die plastische Verformung im wesentlichen bei konstanter Kraft verlaufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Einstellen des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagern, insbesondere von paarweise angeordneten, entgegengesetzt gerichteten Schrägkugel- oder Schrägrollenlagern, bei welchen zwischen einem axial einstellbaren Laufring und seinem als axiales Widerlager wirkenden Halteelement ein axial federnder Anstellring eingesetzt ist, gekennzeichnet durch ein den Anstellring (10; 25; 10a, 106), der mit axialem Übermaß hergestellt ist, in seiner Einbaulage vor dem Anbringen des Halteelements (8, f); Ic) über seinen elastischen Bereich hiaius durch axialen Druck plastisch verformendes Werkzeug, das aus einem Ring (15) mit einer auf den AnsteUring wirkenden Anschlagifäche (16) und mit einer gegenüber letzterer axial zurückversetzten, mit der Stirnfläche (11) einer Ringschulter einer Welle (2) bzw. eines Gehäuses (la) zusammenwirkenden Anschlagfläche (17) besteht, wobei der axiale Abstand der beiden Anschlagflächen (16, 17) bei gewünschtem Axialspiei Null der elastischen Rückfederung des Anstellrings nach dessen plastischer Verformung entspricht, bei gewünschtem axialen Lagerspiel dagegen um das Maß dieses Spiels größer und bei gewünschter axialer Vorspannung um die zur Erzeugung dieser Vorspannung erforderliche elastische Verformung kleiner ist, so daß nach dem Anlegen des Halteelements (8, 9; Ic) an die Stirnfläche (11) der Wellen- oder Gehäuseschulter das vorbestimmte Axialspiei bzw. die vorbestimmte Vorspannung gesichert i.st.

2. Anstellring für eine Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er V-förmigen Querschnitt hat und einen radiai gerichteten Basisschenkel (120) sowie einen schräg nach außen verlaufenden Schenkel (12a) aufweist.

3. Anstellring für eine Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als einfach radial geschlitztes oder geschlossenes Rohr (25) ausgebildet ist.

4. Anstellring für eine Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kunststoffring (10a) mit auf dessen Umfang verteilten, den Ring axial durchgreifenden und auf beiden Ringseiten vorstehenden Metallstreifen (10ö) besteht.

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