DE3542790A1

DE3542790A1 - Toleranzausgleichendes gelenk

Info

Publication number: DE3542790A1
Application number: DE19853542790
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Benton Harbor Mich. Siewert; Edmund Kestutis Saint Joseph Mich. Varnelis
Original assignee: Clark Michigan Co Buchanan Mich; Clark Michigan Co
Current assignee: Vme Americas Inc Cleveland Ohio Us
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1986-06-26
Also published as: GB8530001D0; ZA859163B; US4629350A; CA1250764A; GB2168422A; JPS61144421A; BR8506238A; AU5089985A; FR2574879A1; AU572773B2; GB2168422B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenk, mittels dessen zwei Rahmenglieder einer Maschine gegeneinander beweglich, sei es schwenkbar oder drehbar, miteinander verbindbar sind.

Die US-PS 3 953 141 zeigt eine Konstruktion zur Festlegung des inneren Lagerrings eines Kugellagers auf einer Welle, welche eine Endplatte umfaßt, die auf der Welle befestigt ist und an dem inneren Lagerring des Lagers anliegt. Die beiden Anlageflächen sind entweder nicht eben oder eben und nicht senkrecht auf der Achse des Lagerrings.

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für den Maschinenbau, welches es ohne die Verwendung von Zwischenlegscheiben möglich macht, das Gelenk zusammenzubauen und für einwandfreien Betrieb einzustellen, unabhängig davon, ob die Herstellungstoleranzen in den das Gelenk bildenden Teilen

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einen Gesamtbetrag ergeben, der größer oder kleiner als das Nennmaß ist, wobei das Nennmaß die in den Entwurfs- oder Herstellungszeichnungen angegebene Abmessung ist.

Wenn der Abstand zwischen den beiden Flanschen eines gabelförmigen Rahmengliedes . das Nennmaß unterschreitet, liegt eine Festlegekappe gegen den inneren Lagerring an, die an einem der Flanschen befestigt ist. Ein Abstandsring liegt an dem anderen Flansch an, biegt sie auseinander und stellt eine feste Verbindung her. Wenn der Abstand zwischen den Flanschen den Nominalwert überschreitet, wird eine Verbindung zwischen einem der Flanschen und einem Ende des Lagerzapfens dazu verwendet, die beiden Flanschen zur Herstellung einer in sich festen Verbindung gegeneinander zu ziehen.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen Vertikal schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gelenk.

Das Gelenk verbindet zwei Rahmen- oder Bauglieder einer Maschine, die während des Betriebs der Maschine gegeneinander verschwenkbar sind. Eines der Rahmenglieder, welches gabelförmig ausgestaltet ist, ist bei 12,12 wiedergegeben, und das andere, ebenfalls gabelförmige, bei 14,15. Die als Ganzes mit 1o bezeichnete Verbindungsanordnung an dem Rahmenglied 12,12 umfaßt ein Lagerauge 12a mit einer öffnung 16, in welcher ein Lagerzapfen 18 angeordnet ist, der an dem Rahmenglied 14,15 durch eine nachstehend beschriebene Anordnung festgelegt ist. Der Lagerzapfen 18 ist von einer Iageranordnui 2o umgeben, und es ist ein verformbarer Rückhaltering

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vorgesehen, der zu einem Teil die Lageranordnung 2o an dem Rahmenglied 12,12 fest

Die beiden Rahmenglieder 12,12 und 14,15 sollen ohne die Verwendung von Zwischenlegscheiben beweglich zusammengefügt werden. Dies wird mittels des verformbaren oberen Rückhalterings 22 erreicht, der den Lagerzapfen 18 koaxial umgibt und an dem Rahmenglied 12,12 mittels Kopfschrauben 13 festgelegt ist, die sich durch den Rückhaltering 22 und Durchlässe in dem Lagerauge 12a erstrecken und in einen unteren Rückhaltering 26 eingeschraubt sind. In dem Ausführungsbeispiel ist eine als doppeltes Kegelrollenlager ausgebildete Lageranordnung 2o wiedergegeben und die äußeren Lagerringe oder Lagerschalen 19,19 dieser Lageranordnung sind zwischen den Rückhalteringen 22 und 26 fixiert und an dem Rahmenglied 12,12 solide festgelegt. Die inneren Lagerringe oder Konen 56,56 der Rollenlageranordnung 2o sind an dem Rahmenglied 14,15 in einer noch zu beschreibenden Weise angebracht.. Die Kegelrollen 21,21 der Lageranordnung 2o bilden eine bewegliche Verbindung, an der die Rahmenglieder 12,12 und 14,15 gegeneinander schwenkbar sind.

Die Verbindungsanordnung ist als Ganzes in der Zeichnung mit 5o bezeichnet. Beim Zusammenbau des Gelenks wird die Verbindungsanordnung 1o an dem Rahmenglied 12,12 angebracht. Statt dieser Verbindungsanordnung 1o können auch andere funktionell äquivalente Mittel eingesetzt werden, falls gewünscht. Sodann werden in dem oberen bzw. unteren Rückhaltering 22 bzw. 26 der Lageranordnung die Dichtungen 52 und 6 7 eingesetzt und der Abstandsring 53 durch die obere

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Dichtung 52 nach unten hindurchgedrückt, bis er dicht gegen die Stirnfläche 54 des inneren Lagerrings 56 anliegt. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die gemeinsame Angabe der Bezugszahlen 14,15 auf das gesamte Rahmen- oder Bauglied, von welchem die Flanschen 14 und 15 Teile sind. Die separate Verwendung von 14 oder 15 bezieht sich auf die einzelnen Flanschen 14 bzw. 15.

Das Rahmenglied 12,12 mit den in der oben beschriebenen Weise daran angebrachten weiteren Teilen wird dann mit den Flanschen 14,15 des anderen Rahmengliedes ausgerichtet zusammengebracht, so daß die öffnung 59 der Lageranordnung To mit den öffnungen 81, 64 in den Flanschen 14 und 15 fluchtet. Anschließe wird die untere Festlegekappe 62 durch die öffnung in dem Flansch 15 hindurchgeführt, indem der Ansatz 62a durch die öffnung 64 und die Dichtung 67 hindurchgeschoben wird, bis der Ansatz 62a dicht an der Stirnfläche 56a des unteren lagerrings 56 anliegt oder die Schulter 62b der Festlegekappe dicht gegen die untere Fläche 15c des unteren Flansches bzw. GabeIschenkels 15 anliegt. Die Festlegekappe 62 wird sodann in dieser Position durch sechs Kopfschrauben 63 mit flachen Unterlegscheiben 75 befestigt. Dann wird der Lagerzapfen 18 durch die Bohrung 81 in dem oberen Flansch 14, die Bohrung 69 in dem Abstandsring 53, die Bohrung 59 in der Lageranordnung 2o in eine dem Lagerzapfen 18 im Durchmesser entsprechende Sackbohrung 73 in dem Ansatz 6 2a bis etwa zu dem unteren Flansch 15 eingeschoben, wobei die Gewindebohrungen 83 in dem Lagerzapfen 18 mit den Bohrungen 78 in der Festlegekappe 62 zur Deckung gebracht werden. Der Lagerzapfen 18 wird dann

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ORIGINAL INSPECTED

AO

in seiner Position durch vier Kappenbolzen 77 festgelegt, die sich durch Bohrungen 78 in der Festlegekappe 62 hindurch erstrecken und in den Lagezapfen 18 eingeschraubt werden, wie es bei 83 angedeutet ist.

Nachdem die Rahmenglieder 12,12 und 14,15 auf -diese Weise zusammengefügt worden sind, werden die Kopfschrauben 63 nach Vorschrift angezogen, d.h. bis zu einem vorbestimmten Drehmoment. Wenn der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen 14a und 15a der beiden Flanschen 14 und 15 des Rahmengliedes das Nennmaß unterschreitet, liegt der Ansatz 62a der Festlegekappe 62 dicht gegen die Stirnfläche 56a des unteren Lagerrings 56 an und drückt die Lageranordnung 2o und das Rahmenglied 12,12 nach oben, bis der Abstandsring 53 an der unteren bearbeiteten Fläche 71 des oberen Flansches 14 zur Anlage gekommen ist. Wenn dann die unteren Kopfschrauben 63 auf das angegebene Drehmoment gebracht worden sind, biegen sich die Flanschen 14 und 15, die etwas nachgiebig sind, auseinander, bis die Schulter 62b der Festlegekappe 62 dicht gegen die entsprechende bearbeitete Fläche 15c des Flansches 15 anliegt.

Wenn der Abstand zwischen den Flächen 14a und 15a den Nennwert überschreitet, zwingt das Anziehen der Kopfschrauben 63 bis zu dem vorgegebenen Drehmoment die Festlegekappe 62 nach oben und läßt den Vorsprung 62a an der Stirnfläche 56a des Lagerrings 56 zur Anlage kommen, so daß das Rahmenglied 12,12 nach oben gedrückt wird, bis die obere Schulterfläche 62b der Festlegekappe 62 dicht gegen die bearbeitete Fläche 15c des Flansches 15 anliegt, wonach noch ein

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kleiner Spalt zwischen dem Abstandsring 53 und der unteren Fläche 71 des oberen Gabelflansches 14 besteht.

Nachdem die unteren Kopfschrauben 63 der Pestlegekappe 62 spezifikationsgemäß angezogen worden sind, werden anschließend die die Festlegekappe 62 im Bereich des Bodens der Sackbohrung 73 durchgreifenden und in das untere Ende des Lagerzapfens eingreifenden Kopfbolzen 77 spezifikationsgemäß angezogen. Dadurch wird der Lagerzapfen 18 sowohl mit dem Flansch 15 als auch mit dem Flansch 14 fest verbunden. Wenn das Rahmenglied 14,15 nach dem Zusammenbau eine Toleranz für den Abstand zwischen den Flanschen 14 und 15 unterhalb des Nennmaßes aufweist, werden die beiden Rahmenglieder miteinander fest verbunden, indem die inneren Lagerringe 56 der Lageranordnung 2o zwischen dem Abstandsring 53 und der unteren Festlegekappe 62 eingespannt werden, so daß beide Flanschen 14 und 15 die Schub- und anderen Belastungen teilen.

Wenn das Gelenk mit einer über dem Nennmaß liegenden Toleranz für den Abstand zwischen den Flanschen 14 und 15 zusammengebaut wird, werden durch das Anziehen der Kopfbolzen 77 an dem Lagerzapfen bis auf das Nenndrehmoment, die Flanschen 14 und 15 gegeneinandergezogen, bis der Abstandsring 43 fest gegen die bearbeitete Fläche des oberen Flansches anliegt, wodurch die Lageranordnung 2o erneut zwischer dem Abstandsring 53 und der unteren Festlegekappe eingespannt wird und die Flanschen 14 und 15 wiederum Schub- und andere Beanspruchungen teilen.

Das untere Ende des Lagerzapfens 18 beläßt bei allen in der Praxis vorkommenden Toleranzsituationen

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ORfGINAL INSPECTED

Al

stets einen Abstand zum Boden der Sackbohrung 73, so daß die Verspannung immer über die äußeren Teile 62,62a,2o und 53 erfolgt.

Claims

Patentansprüche :

1. Gelenk zur beweglichen Verbindung zweier Rahmenglieder (12,12;14,15) einer Maschine, wobei eines (14,15) der Rahmenglieder einen Gabelteil mit Abstand voneinander aufweisenden nachgiebigen Flanschen (14 bzw. 15) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

die beiden Flanschen (14 bzw. 15) weisen zwischen den einander zugewandten Flächen (14a bzw. 15a) der Flanschen einen einem Nennmaß entsprechenden Abstand auf;

das andere Rahmenglied (12,12) ist teilweise zwischen den Flanschen (14 bzw. 15) angeordnet und weist eine öffnung (16) auf;

durch die öffnung (16) erstreckt sich ein Lager zapfen (18);

der Lagerzapfen (18) ist von einer Lageranordnung (2o) umgeben;

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ist eine Einrichtung (18,77) vorgesehen, mittels deren die Flanschen (14.und 15) beim Zusammenbau des Gelenks verbiegbar sind.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen (14 und 15) beim Zusammenbau des Gelenks gegeneinander gebogen werden.

3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen (14 und 15) beim Zusammenbau auseinandergebogen werden.

4. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Festlegekappe (62) durch Kopfschrauben (63) festgelegt ist, die durch Bohrungen in der Festlegekappe (62) in einen der Flanschen (14 bzw. 15) eingeschraubt sind.

5. Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (62a) der Festlegekappe (62) sich in axialer Richtung entlang des Lagerzapfens (18) erstreckt und an der Lageranordnung (2o) zur Anlage bringbar ist und daß das Anziehen der Kopfschrauben (63) die Flanschen (14 und 15) auseinanderdrückt .

6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lageranordnung (2o) und dem anderen Flansch ein Abstandsring (53) angeordnet ist.

7. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen (14 und 15) bei nicht zusammengebautem Gelenk prallel zueinander sind.

8. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18,77) eine Schraubenverbindung zwischen einem Ende des Lagerzapfens (18) und einem (15) der Flanschen umfaßt, wodurch bei

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einem vorbestimmten Anziehen der Sehraubenverbindung die Flanschen (14 und 15) auseinandergebogen werden.

9. Gelenk zur schwenk- oder drehbaren Verbindung zweier Rahmenglieder (12,12 und 14,15) von denen eines (14,15) gegabelt mit Querabstand aufweisenden Flanschei (14 und 15) ist und das andere (12,12) zwischen die Flanschen (14,15) eingreift und dort ein Lagerauge (12) mit einer Lageranordnung (2o) aufweist, welche von einem an den Flanschen (14 bzw. 15) festgelegten Lagerbolzen (18) durchgriffen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Lagerbolzen (18) ist an einem Ende an dem einen Flansch (14) in Längsrichtung des Lagerbolzens (18) gegen den anderen Flansch (15) hin zugfest festgelegt;

b) der innere Lagerring (56,56) der Lageranordnung (2o) stützt sich in Längsrichtung des Lagerbolzens (18) gegen den einen Flansch (14) ab;

c) es ist eine Festlegekappe (62) mit einer von außen gegen den anderen Flansch (15) zur Anlage bringbaren Schulter (62b) und einem eine Durchbrechung

(64) in dem anderen Flansch (15) durchgreifenden und gegen den inneren Lagerring (56,56) vorstehenden Ansatz (62a) vorgesehen;

d) das andere Ende des Lagerbolzens (18) greift in den Ansatz (62a) in einer Sackbohrung (73) der Festlegekappe (62) ein, ohne den Boden der Sackbohrung (73) zu erreichen;

ORIGINAL INSPECTED

e) es sind Schrauben (63,77) vorgesehen, mittels deren gegebenenfalls unter leichter Verbiegung der Flanschen (14,15) einerseits die Schulter (62b) der Festlegekappe (62) gegen die Außenseite (15c) des Flansches (15) und andererseits der Lagerbolzen (18) gegen die Festlegekappe (62) anziebar sind, bis der Innenring (56,56) der Lageranordnung (2o) zwischen den Flanschen (14 und 15) spielfrei eingespannt ist.

10. Verfahren zur beweglichen Zusammenfügung zweier Rahmenglieder einer Maschine gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eines der Rahmenglieder (14,15) umfaßt einen gegabelten Teil mit Abstand voneinander aufweisenden nachgiebigen Flanschen (14 und 15);

die beiden Flanschen (14 und 15) weisen zwischen den einander zugewandten Flächen (14a und 15a) einen einem Nennmaß entsprechenden Abstand auf;

das andere Rahmenglied (12,12) ist teilweise zwischen den Flanschen (14 und 15) angeordnet und besitzt eine öffnung (16);

durch die öffnung (16) erstreckt sich ein Lagerzapfen (18) ;

der Lagerzapfen (18) ist von einer Lageranordnung (2o) umgeben;

beim Zusammenbau der Rahmenglieder (14,15 und 12,12) werden die Flanschen (14 und 15) verbogen .

11. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Abstand zwischen den Flanschen (14,15) das Nennmaß unterschreitet, die Flanschen (14 und 15) auseinandergebogen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Flansch (15) eine Festlegekappe (62) mit einem Ansat2 (62a) befestigt wird, der sich axial entlang des Lagerbolzens (18) erstreckt und durch einen durch die Lageranordnung (2o) hindurch auf den anderen Flansch (14) übertragende Kraft die Flanschen (14,15) auseinanderdrückt .

13. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Abstand zwischen den Flanschen (14 und 15) das Nennmaß überschreitet, die Flanschen (14 und 15) gegeneinander gebogen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Flansch (15) und dem Ende des Lagerbolzens (18) eine Schraubverbindung (18,77) hergestellt und angezogen wird, um die Flanschen (14 und 15) gegeneinander zu ziehen.