DE2032111C3 - Einrichtung zum Einstellen des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagern und Anstellringe für diese Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagcrn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anstellringe für diese Einrichtung.

Bei den bekannten Lageranordnungen der im Anspruch I genannten Art wird zur Einstellung des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung zwischen einem axial einstellbaren Lagerring und einem Haitcelement ein axial federnder Anstellring eingesetzt (DE-PS 01 HO, CH-PS 4 07 666, FR-PS 7 00 243). Hierfür sind Anstellringe unterschiedlichster Ausbildung bekannt. Die Einstellung ist im wesentlichen abhängig von dem Spannweg des Halteelements und der crziclbaren Federkraft des Anstellrings. Zwar wird man regelmäßig für das einzustellende Lager speziell ausgebildete Ansteüringe, durch die eine vorgewählte Federkraft erzielbar ist, verwenden, jedoch beeinflussen die auftretenden Toleranzen bezüglich der axialen Abmessungen der Anstellringe die Lagereinstellung. In allen Fällen hängt die Einstellung vom Spannweg des Halteelements ab. Dieser ist jedoch bei den bekannten Lageranordnungen nicht definiert begrenzt, so daß eine ungenaue Einstellung auch dann mögich ist, wenn das Halteelement kraftabhängig, z. B. mittels eines Momentschlüssels, angezogen wird, da die auftretenden Reibungskräfte unterschiedlich sein können. Falls keine Anstellringe der für das Lager bestimmten Art zur Verfügung 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 Erfindung, eine exakte Einstellung des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschräglagcrn, insbesondere von paarweise angeordneten, entgegengesetzt gerichteten Schrägkugel- oder Schrägrollcnlagern unabhängig von den Toleranzen sowohl der Anstellringe als auch der anderen Lagerteile zu ermöglichen.

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

Danach wird der Anstcllring am Lager selbst mittels einer über ein Werkzeug auf den einstellbaren Laufring des Lagers aufgebrachten und durch einen fixierten Laufring des Lagers über die Wälzelcmenlc aufgenommenen Axialkrafl derart plastisch verforml, daß dieser gerade die axiale Abmessung erhält, die nach Einsetzen des Hallcclements 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 Anstcllrings ergibt sich der weitere Vorteil, daß für verschiedene Lager keine Anstellringc entsprechend unterschiedlicher axialer Länge vorrätig gehalten werden müssen. Vielmehr ist es durch die erfindungsgemäße Einrichtung möglich, für eine Reihe von unterschiedlichen Lagern die gleichen Anslcllringe 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 (DE-PS 7 07 891), ein zwischen die Inncnhiufringe eines paarweise und entgegengescizl 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 Absland 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 crfindungsgemäUc 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 damit unbrauchbar werden kann.

Zweckmäßige Ausführungsbeispiele für \nstellringe, 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.) einen Axialschnitt durch eine Lageranordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

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

F i g. 3 einen Ax.alschnitt durch das Werkzeug,

Fig.4 und 5 aufeinanderfolgende Schritte zur Einstellung der Lageranordnung nach Fig. 1,

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

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

F i g. 8 und 9 perspektivische Ansichten einer weiteren Auführungsform eines Anstellrings,

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

F i g. 11 eine Druck-ZBicgungskurvc eines elastisch und plastisch verformbaren Anslellrings.

Fig. 1 zeigt eine in einem Gehäuse I mittels entgegengesetzt angeordneter Schrägkcgcllager 3 und 4 gelagerte Welle 2. Die äußeren Laufringe liegen an Ringschultern 5 b/w. 6 des Gehäuses 1 an. Die inneren Laufringe sitzen mit Paßsit/ auf der Welle 2. Der innere Laufring des Lagers 3 liegt an einer Ringschultcr 7 der Welle 2 an. Ein Anstcllring 10 ist zwischen dem inneren Laufring des Lagers 4 und einem Spannring 8 angebracht, der mit I lilfe einer Mutter 9. welche auf das Wcllenendc aufgeschraubt ist, gegen eine Ringschulter 11 der Welle 2 zum Anschlag gebracht wird, wobei eine Zwischensehcibc 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 Basisschcnkcl 126 und einen schräg nach außen verlaufenden Flansch 12.) bildet. Die Höhe des Anstcllrings 10 is* mit 13 bezeichnet.

Aufgrund der geschilderten Gestaltung läßt sich der Flansch I2,i des Anstcllrings 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 Anstcllrings noch 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 I montiert. Der Anstellung 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 Anstellring 10 und einer ebenfalls stirnseitigen Anschlagfläche 17 für die Ringschulter 11 der Welle 2. Dabei ist die Anschlagfläche 17 gegenüber der Anlagefläche 16 vertieft. Die Tiefe 18 entspricht bei gewünschtem Axialspiel Null der elastischen Rückverformung des Ansteli'rings 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 F i g. 5 ersichtlich. Diese Kraft kann durch Aufschrauben der Mutter 9 auf das Ende der Welle 2, vergleiche Fi g. 1, oder mit Hilfe eines geeigneten Preßwerkzeugs ausgeübt werden. Unter dieser Axialkraft L verformt sich der Anstellring 10 zuerst elastisch und dann plastisch, bis die Ansvhlagfläche 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 Fig.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 Gleilpaarung zu wählen.

Fig. 6 zeigt eine weitere Lageranordnung. Das Gehäuse ist mit in bezeichnet, die Welle mit 2;;. Die inneren Laufringe der Schrägkegellager 3 und 4 liegen an den Ringschultern 20 und 21 der Welle 2<i an. während der äußere Laufring des Lagers 3 an einem Ringflansch eines Deckels 16 des Gehäuses anliegt. Der äußere Laufring des Lagers 4 ist einstellbar im Gehäuse 1.7 geführt. An ihn wird ein Anstellung 10 /ur Anlage gc gebracht und durch einen Deckel Ic des Gehäuses in vorgespannt. Das hier /ur Verwendung gelangende Werkzeug entspricht im wesentlichen dem Deckel Ic, jedoch sind die Anschlagflache für das Gehäuse \n um· die Anlagcflüchc für den Anstcllring 10 in der im Zusammenhang mit dem Werkzeug 15 beschriebenen Weise zueinander versetzt.

F i g. 7 zeigt die Einspannung des inneren Laufrings eines Schrägkcgellagers zwischen zwei Anstellungen 10, wobei ein dem Werkzeug 15 entsprechendes Werkzeug zur Einstellung des axialen Spiels des inneren Laufrings des Lagers vorgesehen sein kann.

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

F i g. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anstellrings 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 10ü eingelassen sind. Das Kunststoffmaterial und der Werkstoff sowie die Anzahl der Stifte werden entsprechend der aufzunehmenden Belastung gewählt. Das plastische Verformen des Anstellrings erfolgt durch das axiale Zusammendrücken der Stifte

10b, während der Kunststoff ring 10a nur als Haltevorrichtung für die Stifte iOb dient.

Eine Druck-ZBiegungskurve für einen Anstellring ist in Fig. 11 dargestellt. Die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes des Anstellrings ist niedriger als die statische Festigkeit tier Lager. Die maximale Verformungskraft, die auf den Anstcllring ausgeübt wird, sollte vorzugsweise nicht größer sein als 75 % der statischen Festigkeit der Lager, su 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 (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Einstellen des axialen Spiels bzw. der axialen Vorspannung von Ringschrägla- S gern, 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 Obermaß hergestellt ist, in seiner Einbaulage vor dem Anbringen des Halteelements (8, 9; Ic) über seinen elastischen Bereich hinaus durch axialen Druck plastisch verformendes Werkzeug, das aus einem Ring (15) mit einer auf den Anstellring wirkenden Anschlagfläche (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 Axialspicl 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 Halteelemcnts (8, 9; Ic·) an die Stirnfläche (H) der Wellen- oder Gehäiiscschulter das vorbestimmtc Axialspicl bzw. die vorbcstimnitc Vorspannung gesichert ist.

2. Ansiellring für eine Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er V-förmigen Querschnitt hat und einen radial gerichteten Basisschenkel (12b) sowie einer, schräg nach außen verlaufenden Schenkel (12«)) 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 I. dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kunststoff ring (10.)) mit auf dessen Umfang verteilten, den Ring axial durchgreifenden und auf beiden Ringseiten vorstehenden Metallstiften (Wb) besteht.

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