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Verfahren zum Einbau einer Nabe
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auf einer Achse Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Einbau einer Nabe auf einer Achse mit dem im Oberbegriff des Hauptanspruches
aufgeführten Merkmalen.
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Es ist ein Verfahren zum Einbau der Nabe einer Laufrolle auf einer
Achse bekannt, bei dem die Nabe getrennt vom Abstandsring aus elastischem Werkstoff
hergestellt und anschließend auf der Achse eingebaut wird (US-PS 4 135 763).
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Bei diesem bekannten Verfahren muß jede Nabe vor ihrem Einbau mit
dem zugehörigen losen Abstandsring gepaart werden, so daß der Einbau der Nabe auf
der Achse recht umständlich ist. Insbesondere lassen sich Nabe und Achse nicht ohne
weiteres spielfrei einbauen, weil durch den elastischen Abstandsring eine gegenseitige
axiale Verschiebungsmöglichkeit auf der Achse besteht. Diese gegenseitige Verschiebungsmöglichkeit
ist in vielen Fällen unerwünscht.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
zum Einbau einer Nabe auf einer Achse der
genannten Art zu schaffen,
welches besonders einfach und sicher angewendet werden kann und bei dem die auf
der Achse koaxial sitzenden Gleit- oder Wälzlager in einem bestimmten Abstand voneinander
gehalten sind.
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Mit der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung wird erreicht, daß
sowohl die Nabe als auch der Abstandsring in einer einzigen Gieß- bzw. Preßform
hergestellt werden. Auf diese Weise bestehen die Nabe und der Abstandsring aus einem
einheitlichen Werkstoff und haben außerdem äußerst genaue gegenseitige Toleranzen
und Abmessungen.
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Der Werkstoff kann relativ hart sein, weil die gegenseitigen Maßabweichungen
von Nabe und Abstandsring sehr klein sind, also durch Elastizität der Nabe oder
des Abstandsringes beim Einbau der Nabe auf der Achse nicht ausgeglichen werden
müssen. Die Gleit- oder Wälzlager werden somit mit geringem gegenseitigen Axialspiel
oder ohne Axialspiel in der Nabe und auf der Achse festgehalten. Da der Abstandsring
erst während des Einbaus der Nabe auf der Achse von der Nabe losgebrochen wird,
fällt der Arbeitsgang des Paarens von Nabe und Abstandsring beim Einbau weg. Auf
diese Weise kann der Einbau wesentlich vereinfacht werden, so daß sich automatische
Montagemaschinen verwenden lassen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Innenringe
der in der Nabe axial eingeschobenen Gleit-oder Wälzlager bei ihren gegenseitigen
Andrücken auf der Achse gleitend verschoben und gleichzeitig zentrisch zueinander
geführt werden.
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Während des Einsteckens der Achse in die Bohrungen der Gleit- oder
Wälzlager und des Abstandsringes brauchen keine besonderen Haltewerkzeuge für den
zunächst mit der Nabe verbundenen Abstandsring verwendet zu werden. Der Abstandsring
wird also zentrisch zu den Gleit- oder Wälzlagern gehalten, so daß die Achse ungehindert
in die ausgerichteten Bohrungen von Innenring und Abstandsring eingeschoben werden
kann.
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Mit der Maßnahme nach Anspruch 3 wird der Vorteil erzielt, daß keine
zusätzlichen Halteelemente, z. B.
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Schrauben oder dgl., vorgesehen werden müssen, um die Außenringe in
der Nabe spielfrei festzuhalten.
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Die zusätzliche Maßnahme nach Anspruch 4 bewirkt, daß sich der Einbau
der Nabe auf der Achse vereinfacht, weil beim gegenseitigen axialen Einschieben
der beiden Gleit- oder Wälzlager mit zugehörigem Außen- und Innenring lediglich
am Innenring bzw. Außenring dieser Gleit-oder Wälzlager axial angedrückt werden
muß.
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Der Einbau der Nabe kann ohne teure Einbauwerkzeuge vorgenommen werden.
Dabei wird mit der zusätzlichen Maßnahme nach Anspruch 5 ein besonders schneller
Einbau der Nabe auf der Achse verwirklicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbau einer Nabe auf einer Achse
wird in der nachfolgenden Beschreibung zweier Anwendungsbeispiele, die in den Zeichnungen
dargestellt sind, näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen integrierten Rohling
nach dem gegenseitigen axialen Einschieben zweier Wälzlager mit zugehörigem Außen-
und Innenring in.die Bohrung der Nabe des Rohlings, Fig. 2 einen Länqsschnitt durch
den in Fig. 1 dargestellten Rohling nach dem axialen Einstecken der Achse in die
Bohrung der Innenringe der beiden Wälzlager und des Abstandsringes, Fig. 3 einen
Längsschnitt durch die in Fig. 1 und 2 dargestellte Nabe nach dem Befestigen der
beiden Innen ringe des Wälzlagers und des Abstandsringes auf der Achse, Fig. 4 einen
Längsschnitt durch die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Nabe nach dem Gießen eines
äusseren Ringes um die Nabe und um den äußeren Abschnitt der Außenringe der beiden
Wälzlager, Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen integrierten Rohling nach dem gegenseitigen
axialen Einschieben zweier kugeliger Gleitlager mit zugehörigem Außen- und Innenring
in die Bohrung der Nabe des Rohlings und Fig. 6 einen Längsschnitt durch die in
Fig. 5 dargestellte Nabe nach dem gegenseitigen axialen Einschieben der beiden kugeligen
Gleitlager mit zugehörigem Außen- und Innenring in die Nabe.
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Mit 1 ist in den Fig. 1 bis 4 eine Nabe bezeichnet, in deren Bohrung
zwei Wälzlager 2,3 koaxial zueinander sitzen, die im vorliegenden Fall als normale
Rillenkugellager ausgebildet sind. Jedes Wälzlager 2,3 besitzt einen Außenring 4,
einen Innenring 5 und dazwischen umlaufende, kugelige Wälzkörper 6.
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Im eingebauten Zustand der Nabe 1, siehe Fig. 4, ist diese über die
Wälzlager 2,3 auf der Achse 7 gelagert, wobei die.beiden Außenringe 4 durch einen
zwischen diesen in der Nabe 1 angeordneten Schulterabschnitt 8 und die beiden Innenringe
5 vom Abstandsring 9 im Abstand voneinander gehalten werden. Das in der Zeichnung
obere Wälzlager 2 wird auf der äußeren Stirnfläche 10 seines Innenringes 5 an einem
radialen Absatz 11 der.Achse 7 axial festgehalten und gestützt. An ihrem unteren
Ende hat die Achse 7 einen Gewindeabschnitt 12, auf dem die Mutter 13 aufgeschraubt
ist. Das in der Zeichnung untere Wälzlager 3 ist durch die auf die Achse 7 aufgeschraubte
Mutter 13, welche auf der äußeren Stirnfläche .14 des Innenringes 5 anliegt, axial
auf der Achse 7 festgehalten.
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Zwischen den Innenringen 5 der beiden Wälzlager 2,3 sitzt der Abstandsring
9 auf der Achse 7, welcher die beiden Innenringe 5 im vorgeschriebenen Abstand voneinander
auf der Achse 7 hält, so daß die Wälzlager 2,3 spielfrei oder mit geringem gegenseitigen
Spiel auf der Achse 7 gehalten sind.
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Bei jedem der beiden Wälzlager 2,3 ist der Innenring 5 über die beiden
Seitenflächen 15 einer rillenförmigen Laufbahn mit gegenseitigen Seitenflächen 16
der rillenförmigen Laufbahn des zugehörigen Außenringes 4 kraftschlüssig
verbunden.
Auf diese Weise können die zwischen den Laufbahnen laufenden Wälzkörper 17 eine
axial gerichtete Kraft übertragen. Der Innenring 5 und der Außenring 4 der beiden
Wälzlager 2,3 kann also auf dem zugehörigen Außenring 4 bzw. Innenring 5 nach beiden
Richtungen eine Axialkraft übertragen.
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Zum Einbau der Nabe 1 auf die Achse 7 wird zunachst ein integraler
Rohling 18 aus Gieß- oder Preßwerkstoff, z.
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B. Kunststoff, gegossen oder gepreßt. Der Rohling 18 besteht aus der
Nabe 1, mit dem Schulterabschnitt 8, dem Abstandsring 9 und dem zwischen Schulterabschnitt
8 und konzentrisch dazu angeordneten Abstandsring 9 liegenden, abbrechbaren, radialen
Verbindungsabschnitt 19. Beim Gießen oder Pressen des integralen Rohlings 18 wird
der Abstandsring 9 zum Innenring 5 des in Fig. 1 und 2 dargestellten unteren Wälzlagers
3 gegenüber dem Schulterabschnitt 8 der Nabe 1 axial versetzt angeordnet.
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Anschließend werden die beiden Wälzlager 2,3 mit zugehörigem Außenring
4 und Innenring 5 in die Bohrung der Nabe gegenseitig axial eingeschoben bis der
Innenring 5 des in der Zeichnung unteren Wälzlagers 3 mit seiner inneren Stirnfläche
20 an der hier gegenüberliegenden Stirnfläche 21 des axial versetzt angeordneten
Abstandsringes 9 in Berdhrutsg kommt. Dabei kommt auch der Außenring 4 des in den
Zeichnungen oberen Wälzlagers 2 an der von dieser Stirnfläche 21 wegweisenden Schulterfläche
22 des Schulterabschnitts 8 zur Anlage.
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Nun wird die Achse 7 mit ihrem Gewindeabschnitt 12 von oben in die
Bohrung der Innenringe 5 der beiden Wälzlager 2,3 und des Abstandsringes 9 axial
eingesteckt,
bis der Absatz 23 der Achse 7 mit der nach oben weisenden
Stirnfläche 10 des oberen Wälzlagers 2 in Berührung kommt (Fig. 2).
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Alsdann wird der Verbindungsabschnitt 19 des Rohlings 18 abgebrochen.
Dieses Abbrechen erfolgt durch gegenseitiges axiales Andrücken des Innenringes 5
des unteren Wälzlagers 3 gegen den Außenring 4 des oberen Wälzlagers 2.
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Im vorliegenden Fall ergibt sich das Abbrechen des Verbindungsabschnittes
19 durch Drehen einer auf dem Gewindeabschnitt 12 der Achse 7 angeordneten Mutter
13, welche gegen die äußere Stirnfläche 14 des Innenringes 5 des unteren Wälzlagers
3 axial drückt. Dabei wird der Innenring 5 des unteren Wälzlagers 3 mit dem an diesem
anliegenden Abstandsring 9 auf der Achse 7 axial verschoben und gleichzeitig der
in der Nabe sitzende Aussenring 4 des oberen Wälzlagers 2 über die Wälzkörper 17
und seinen Innenring 5 am Absatz 23 der Achse 7 axial abgestützt.
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Durch zusätzliches Drehen der Mutter 13 auf der Achse 7 wird der Innenring
5 des unteren Wälzlagers 3 in die Bohrung der Nabe 1 weiter axial eingeschoben.
Dabei wird der an diesem Innenring 5 anliegende Abstandsring 9 axial auf der Achse
7 in Richtung des oberen Wälzlagers 2 verschoben, bis dieser am Innenring 5 des
oberen Wälzlagers 2 und bis der Außenring 4 des unteren Wälzlagers 3 an der Schulterfläche
24 des Schulterabschnittes 8 zur Anlage kommen. Auf diese Weise ist die Achse 7
in der Bohrung der Innenringe 5 der beiden Wälzlager 2,3 und in der Bohrung des
Abstandsringes 9 befestigt und axial festgehalten. Auch sind
die
Innenringe 5 der beiden Wälzlager 2,3 durch den Abstandsring 9 im vorschriftsmäßigen
Abstand voneinander gehalten. Gleichzeitig sind die Außenringe 5 der beiden Wälzlager
2,3 über ihre Wälzkörper 17 und ihre zugehörigen auf der Achse 7 befestigten Innenringe
4 axial in der Bohrung der Nabe 1 festgehalten (Fig. 3).
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Im vorliegenden Fall wird schließlich ein äußerer Ring 25 um die Nabe
1 und um den äußeren Abschnitt 26 der Außenringe 4 gegossen, der aus verschleißfestem
Kunststoff bestehen kann. Dieser äußere Ring 25 umfaßt die Außenringe an ihrer äußeren
Kantenrundung 27, so daß diese zusätzlich in der Nabe 1 axial befestigt sind.
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Der Ring 25 dient als Reifen, so daß ein auf der Achse 7 gelagertes
Laufrad gebildet wird (Fig. 4).
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Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen integrierten Rohling 28
nach dem gegenseitigen axialen Einschieben kugeliger Gleitlager 29,30 mit zugehörigem
Außenring 4 und Innenring 5 in die Bohrung der Nabe 1. Der Rohling 28 besitzt einen
abbrechbaren radialen Verbindungsabschnitt 19 zwischen dem Schulterabschnitt 8 der
Nabe 1 und dem konzentrisch dazu angeordneten Abstandsring 9. Der Innenring 5 des
einen Gleitlagers 29 (auf der in der Zeichnung linken Seite) ist am Abstandsring
9 und der Außenring des anderen Gleitlagers 30 (auf der in der Zeichnung rechten
Seite) ist über den elastischen Rundschnurring 31 mit dem Schulterabschnitt 8 des
Rohlings 28 zur Anlage gekommen.
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Das anschließende Abbrechen des Verbindungsabschnittes 19 erfolgt
durch gegenseitiges Andrücken des Innenringes 5 des einen Gleitlagers 29 gegen den
in der Nabe sitzen-
den Außenring 4 des anderen Gleitlagers 30.
Im vorliegenden Fall wird der Innenring 5 des Gleitlagers 29 durch die gegen den
zugehörigen Außenring 4 axial bewegte Montageplatte 32 und die kugelige am Innenring
5 angreifende Gleitfläche des Außenringes 4 axial gegen den Abstandsring 9 gedrückt.
Dabei wird durch die an der äußeren Stirnfläche des anderen Gleitlagers 30 anliegende
Stützplatte 33 gegengehalten.
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Durch weiteres axiales Einschieben des einen Gleitlagers 29 mit zugehörigem
Außenring 4 und Innenring 5 in die Bohrung der Nabe 1 wird der losgebrochene Abstandsring
9 in der Bohrung der Nabe 1 so lange axial verlagert, bis dieser am Innenring 5
des anderen Wälzlagers 30 zur Anlage kommt (Fig. 6). Der Abstandsring 9 wird dabei
durch seine beidseitigen Kragen 34 auf dem Innenring 5 des Gleitlagers 29 bzw. 30
zentriert und radial gehalten.
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Beim weiteren axialen Einschieben des einen Gleitlagers 29 werden
die beiden Gleitlager 29,30 gegenseitig spielfrei in der Nabe 1 eingestellt. Gleichzeitig
werden durch die Montageplatte 32 und durch die Stützplatte 33 je eine ringförmige
Verstemmungsnut 35 in die gegenüberliegende Seitenfläche der Nabe 1 eingedrückt,
so daß die Außenringe 4 beider Gleitlager 29,30 an ihrem äußeren Rand axial festgehalten
sind. An ihrem inneren Rand werden die Außenringe 4 der beiden Gleitlager 29,30
über die elastischen Rundschnurringe 31,36 am Schulterabschnitt 8 der Nabe 1 axial
festgehalten. Die Kraftwirkungslinien 37 der gegenseitigen kugeligen Gleitflächen
der beiden Gleitlager schneiden sich im vorliegenden Fall in einem Punkt auf der
Mittellinie der Nabe 1.
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Zum Befestigen der Achse (nicht gezeigt) in der Boh-
rung
der Nabe 1 wird diese in die Bohrung der Innenringe 5 der beiden Gleitlager 29,30
und des Abstandsringes 9 hineingesteckt. Der Durchmesser der Achse weist ein Übermaß
auf, so daß diese ohne Schrauben einfach durch Preßsitz in den Bohrungen der Innenringe
5 und des Abstandsringes 9 festgehalten ist.
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