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WO2008135358A1 - Kompensationsvorrichtung - Google Patents

Kompensationsvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2008135358A1
WO2008135358A1 PCT/EP2008/054632 EP2008054632W WO2008135358A1 WO 2008135358 A1 WO2008135358 A1 WO 2008135358A1 EP 2008054632 W EP2008054632 W EP 2008054632W WO 2008135358 A1 WO2008135358 A1 WO 2008135358A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
recesses
expansion elements
pressure element
axial
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/054632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Biermann
Norbert Metten
Umberto Rocca
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of WO2008135358A1 publication Critical patent/WO2008135358A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/22—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with arrangements compensating for thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation

Definitions

  • the invention relates to a compensation device for compensating thermally induced relative axial position changes between two components with an axially movable pressure element and a counter element between which distributed in the circumferential direction a plurality of expansion elements are arranged whose temperature-dependent volume changes cause an axial force on the pressure element.
  • a thermal compensation device is known to ensure the necessary for tapered roller bearings axial preloads in all operating conditions.
  • a mounting ring is provided with a partial section approximately S-shaped design, wherein in each of the annular groove formed by the axial legs of the S-shape, a circumferential plastic ring is used with high thermal expansion.
  • a suitable plastic material is that known under the trade name VITON® material, however, which is relatively expensive and thereby leads to relatively high cost of the known device.
  • the concentric arrangement of the two plastic rings requires a relatively large axial space.
  • this device comprises a hollow body and a piston sliding therein.
  • a plurality of expansion elements in circumferential direction are arranged in segments, preferably distributed equidistantly.
  • the expansion elements may have circular arc shape, kidney shape or cylindrical pin shape.
  • a relatively large amount of expansion material is required to achieve a sufficient axial movement stroke or corresponding axial forces exerted on the pressure element.
  • this device is not optimal in terms of their radial space requirements.
  • an object of the present invention is to provide a compensation device which compensates for relatively small changes in axial length with little radial space requirement and material-saving expansion elements realized. This object is achieved according to the invention by a compensation device having the features of patent claim 1.
  • the compensation device comprises an intermediate element, which is located axially between the pressure element and the counter element.
  • the intermediate element is viewed in the axial direction on both sides - that is, on its two end faces - provided with recesses. In these recesses, the expansion elements are inserted as possible form fit. The expansion elements thus held are each supported on a support surface of the intermediate element or on an interface of the respective recess.
  • the device according to the invention advantageously requires in addition to a small axial space especially only a small radial space.
  • a further significant advantage of the device according to the invention is that the arrangement of the expansion elements on different sides of the intermediate element makes it possible to use comparatively small and thus more cost-effective expansion elements, which in sum me require a comparison with the prior art lower material costs for the same ability to compensate.
  • the support surfaces of the recesses on one end face relative to the support surfaces of the recesses on the other side of the intermediate element relative to each other axially offset from each other such that the recesses overlap in the axial direction at least partially or extend parallel thereto.
  • a mechanically particularly uniform and stable device can be realized according to an advantageous embodiment of the invention, characterized in that the recesses are seen in the direction of the circumference arranged alternately end face. It is oriented in the course of the circumferential direction only every second recess in the same direction (front side normal).
  • the recesses are essentially cuboid with radially extending longitudinal axes.
  • quasi-cuboid pockets are formed, which are advantageous in the production and assembly.
  • the intermediate element thus exerts in addition to its holding function for the expansion elements in addition a coaxial guide function for the pressure element and the counter element.
  • the pressure element and the counter element can be identical components, which leads to manufacturing advantages due to the number of pieces.
  • the pressure element, the counter element and in particular the intermediate element are designed annular.
  • the intermediate element thus virtually forms a strain plate which is provided on both sides by piston disks.
  • Schlössen is that dive with extensions, in particular with the mentioned stamps in the recesses or pockets of the intermediate element.
  • the piston discs are pressed axially outwardly as soon as the expansion elements expand in the intermediate element and thereby exert a very uniform concentric force on the machine part requiring to be compensated - for example, a tapered roller bearing.
  • FIG. 2 shows an intermediate element equipped with expansion elements in partial section
  • FIG. 3 shows a pressure element of a device according to the invention
  • Figure 4 in exploded view essential elements of a device according to the invention.
  • Figure 5 shows a device according to the invention in the assembled state in partial section.
  • the figures show a device or its main components for the compensation of thermally induced relative axial length changes between see two - not shown here - components.
  • These components may, for example, a bearing ring of a tapered roller bearing, in particular when used in a differential or transfer case of a motor vehicle on the one hand and the bearing receiving gear housing on the other.
  • FIG. 1 shows an intermediate element 1 with two end faces 2, 3 lying opposite one another in the axial direction A.
  • recesses 4 are provided, which form a substantially cuboid cavity or receiving space 5 for not shown in Figure 1 expansion elements.
  • the recesses 4 are designed in the form of pockets 7 and each have a pocket bottom 8.
  • the intermediate element 1 consists essentially of a circumferential, meander-shaped web 10, on the inner 12 and outer peripheral side 14 is each bounded by a shroud 15, 16.
  • the web 10 forms with the jacket rings 15, 16, the boundaries of the recesses 4.
  • the boundaries of the recesses 4 or pockets 7 and the respective bottom of the bag 8 are formed.
  • the recesses on the front side 2 alternate with the recesses on the front side 3.
  • every second recess is oriented with its opening 20 to the front side 2, while alternately each second recess 4 with its opening 21st oriented towards the front side 3.
  • the pocket bottoms 8 are offset in the axial direction A, so that the recesses 4 are arranged with their receiving space 5 at least partially seen in the axial direction A overlapping or parallel.
  • FIG. 2 shows, in a corresponding perspective view, the intermediate part 1, wherein, in particular in the partial sectional view, it can be seen that the recesses 4 are filled with expansion elements 22 introduced on both sides.
  • the height of the expansion elements 22 extending in the axial direction A is dimensioned somewhat smaller than the depth t of the recesses 4 or the receiving spaces 5.
  • the expansion elements 22 are each supported by their foot region 23 on the respective recess or pocket bottom 8, the extent forms a support surface 24, from.
  • the expansion elements 22 are dimensioned in their dimensions such that they extend the recesses. 4 completely fill in the radial direction, so that any volume changes are forced only in the axial direction A and indeed to the respective opening 20, 21 of the recesses 4 out possible.
  • FIG. 3 shows a pressure element 30, which essentially consists of a disk-shaped base 31 and approximately parallelepiped-shaped extensions 32 extending from it in the axial direction A.
  • the extensions 32 are matched in their geometry to the region of the openings 20 (FIGS. 1 and 2) and, to that extent, form punches 33 which can slide axially in the openings or recesses 4.
  • FIG. 4 shows a device according to the invention prior to the assembly of its essential individual parts, namely the annular intermediate element 1, the annular pressure element 30 and an annular counter element 40.
  • Counter-element 40 and pressure element 30 are identical.
  • the counter element 40 in a corresponding manner with its extending from a disc-shaped base 41 extensions 42 in the form of punches 43 in the openings 21 of the recesses 4 in the axial direction A slide.
  • FIG. 5 shows a device according to the invention with a somewhat exaggerated distance between the pressure element 30 and the counter element 40 with intermediate element 1 arranged therebetween. It can be seen very well in the upper partial section 50 of FIG. 1, such as the punches 43 or 33 of the counter element 40 or Pressure element 30 engage in the corresponding recesses 4 or pockets 7 and are in operative contact with the expansion elements 22.
  • expansion elements made of an elastomer, preferably VITON®, expand as a result of an increase in temperature, this will have an effect
  • ⁇ temperature coefficient of the expansion elements 22 h: axial extension (height) of the expansion element
  • ⁇ T mean temperature change.
  • the expansion elements 22 each extend in opposite directions on the respective end face 2 or 3 of the intermediate element 1 in the axial direction A and are supported on the respective pocket bottoms 8 as described. In this way, their changes in length add up to a relative axial movement of the pressure element 30 relative to the counter element 40.
  • each different effective direction can be achieved with minimized radial space requirement increased Axialkompensations ihn, being offset by the axially offset pocket bottoms 8 and the axial space requirement.
  • the device according to the invention is characterized by a relatively low need for expansion material for the elements 22.
  • Pressing element 30 or counter element 40 act as profile disks or disk and cause a very uniform application of the axial force on the component to be compensated, for example, the outer ring of a tapered roller bearing, which can rest directly on the pressure element 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kompensationsvorrichtung mit einem axial beweglichen Andruckelement (30) und mit einem Gegenelement (40), zwischen denen in Umfangsrichtung (U) verteilt mehrere Dehnungselemente (22) angeordnet sind, deren temperaturabhängige Volumenänderungen eine Axialkraft auf das Andruckelement (30) bewirken. Um eine Kompensationsvorrichtung zu schaffen, die bei geringem radialen Bauraumbedarf und materialsparend realisierten Dehnungselementen relativ große axiale Längenänderungen kompensiert, ist vorgesehen, dass zwischen dem Andruckelement (30) und dem Gegenelement (40) ein Zwischenelement (1) angeordnet ist, das auf jeder axialen Stirnseite (2, 3) mehrere Ausnehmungen (4) aufweist, und dass die Dehnungselemente (22) in dieAusnehmungen (4) eingebracht sind und sich an jeweils einer Abstützfläche (24) der Ausnehmung (4) axial abstützen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kompensationsvorrichtung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kompensationsvorrichtung zum Ausgleich thermisch bedingter relativ axialer Lageänderungen zwischen zwei Bauteilen mit einem axialbeweglichen Andruckelement und mit einem Gegenelement, zwischen denen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Dehnungselemente angeordnet sind, deren temperaturabhängige Volumenänderungen eine Axialkraft auf das Andruckelement bewirken.
Bei Vorrichtungen oder Maschinen, deren einzelne Bauteile aus Werkstoffen mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung, d.h. unterschiedlichem Temperaturkoeffizienten, bestehen, treten bei Änderungen der Maschinenbetriebstempera- tur unterschiedliche relative Lageänderungen der Bauteile auf.
Dies ist insbesondere bei schnelllaufenden Maschinen oder Anordnungen, bei denen eine präzise Lagerung erforderlich ist, wie z.B. Kraftfahrzeuggetrieben, unerwünscht, weil dadurch die konstruktionsgemäß gewünschten Betriebsbe- dingungen - wie beispielsweise Lagervorspannungen - verändert werden. Ein klassisches Beispiel für diese Problematik sind Kraftfahrzeugdifferentiale, deren Gehäuse in der Regel aus Aluminium besteht, während die Getriebewellen aus Stahl gefertigt und mittels angestellter Kegelrollenlager gelagert sind. Dadurch erhöht oder vermindert sich die jeweilige Lagervorspannung in uner- wünschtem Maße. Zur Kompensation dieser unerwünschten Effekte sind Vorrichtungen bekannt, die auf der Verwendung eines Materials basieren, dessen Temperaturkoeffi- zient weit höher ist als die Temperaturkoeffizienten der Maschinenbauteile.
Aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 42 21 802 A1 ist eine thermische Kompensationsvorrichtung bekannt, um die für Kegelrollenlager notwendige axiale Vorspannungen in allen Betriebszuständen zu gewährleisten. Dazu ist ein Fassungsring mit im Teilschnitt etwa S-förmiger Gestalt vorgesehen, wobei in jede der durch die axialen Schenkel der S-Form gebildeten Ringnut ein um- laufender Kunststoffring mit hoher Wärmeausdehnung eingesetzt ist. Ein geeignetes Kunststoffmaterial ist das unter dem Handelsnamen VITON® bekannt gewordene Material, das allerdings relativ teuer ist und dadurch zu vergleichsweise hohen Kosten der bekannten Vorrichtung führt. Außerdem erfordert die konzentrische Anordnung der beiden Kunststoffringe einen vergleichsweise großen axialen Bauraum.
Aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 195 34 003 A1 ist eine Kompensationsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Um thermisch bedingte relative axiale Lageänderungen zwischen mindestens zwei Bauteilen aus- zugleichen, umfasst diese Vorrichtung einen Hohlkörper und einen darin gleitenden Kolben. In dem Hohlkörper sind mehrere Dehnungselemente in Um- fangshchtung segmentweise, vorzugsweise äquidistant verteilt angeordnet. Die Dehnungselemente können Kreisbogenform, Nierenform oder Zylinderstiftform haben. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist zur Erzielung eines ausrei- chenden axialen Bewegungshubs bzw. entsprechender, auf das Andruckelement ausgeübter Axialkräfte relativ viel Dehnungsmaterial erforderlich. Zudem ist auch diese Vorrichtung hinsichtlich ihres radialen Raumbedarfs nicht optimal.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Kompensationsvorrichtung, die bei geringem radialen Bauraumbedarf und materialsparend realisierten Dehnungselementen relativ große axiale Längenänderungen kompensiert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kompensationsvorrich- tung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Demgemäß weist die Kompensationsvorrichtung ein Zwischenelement auf, das sich axial zwischen dem Andruckelement und dem Gegenelement befindet. Das Zwischenelement ist in axialer Richtung betrachtet beiderseitig - das heißt auf seinen beiden Stirnseiten - mit Ausnehmungen versehen. In diese Ausnehmungen sind die Dehnungselemente möglichst formschlüssig eingesetzt. Die so gehaltenen Dehnungselemente stützen sich jeweils an einer Abstützfläche des Zwischenelementes bzw. an einer Grenzfläche der jeweiligen Ausnehmung ab.
Auf diese Weise bewirken temperaturbedingte Volumenänderungen der auf beiden Seiten des Zwischenelements angeordneten Dehnungselemente eine sich addierende axiale Expansions- bzw. Kontraktionswirkung. Mit anderen Worten: Sowohl das Andruckelement als auch das Gegenelement bewegen sich gegensinnig (d.h. aufeinander zu bzw. voneinander weg), wenn die Dehnungselemente temperaturbedingte Volumenänderungen erfahren. Je nach mechanischer Betrachtungsweise kann man also sagen, dass bei ortsfest angenommenem - z.B. an einem Absatz einer Lagerbohrung anliegendem - Gegenelement das Andruckelement eine Relativbewegung ausführt, die sich aus der axialen Volumenänderung der zwischen Andruckelement und Zwischenelement einerseits und der zwischen Zwischenelement und Gegenelement an- dererseits angeordneten Dehnungselementen summiert.
Dadurch erfordert die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise neben einem geringen axialen Bauraum insbesondere auch nur einen geringen radialen Bauraum. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrich- tung besteht darin, dass durch die Anordnung der Dehnungselemente auf verschiedenen Seiten des Zwischenelements vergleichsweise kleine und damit kostengünstigere Dehnungselemente verwenden werden können, die in Sum- me einen gegenüber dem Stand der Technik geringeren Materialaufwand bei gleicher Kompensationsfähigkeit erfordern.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Abstützflächen der Ausnehmungen auf der einen Stirnseite gegenüber den Abstützflächen der Ausnehmungen auf der anderen Seite des Zwischenelementes relativ zueinander axial aufeinander zu derart versetzt, dass die Ausnehmungen sich in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen bzw. damit parallel erstrecken. Dies führt zu einer weiteren Verminderung des axialen Bauraumbedarfs.
Eine mechanisch besonders gleichmäßig wirkende und stabile Vorrichtung lässt sich nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisieren, dass die Ausnehmungen in Umfangshchtung gesehen stirnseitig alternierend angeordnet sind. Es ist also im Verlauf der Umfangsrichtung nur jede zweite Ausnehmung in die jeweils gleiche Richtung (Stirnseitennormale) orientiert.
Fertigungstechnisch bevorzugt sind die Ausnehmungen im Wesentlichen quaderförmig mit radial verlaufenden Längsachsen. Dadurch bilden sich quasi quaderförmige Taschen, die in der Herstellung und Bestückung vorteilhaft sind.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen das Andruckelement und das Gegenelement den Ausnehmungen geometrisch angepasste Stempel auf. Das Zwischenelement übt damit neben seiner Haltefunktion für die Dehnungselemente zusätzlich eine koaxiale Führungsfunktion für das Andruckelement und das Gegenelement aus.
Besonders bevorzugt können das Andruckelement und das Gegenelement identische Bauteile sein, was stückzahlbedingt zu Fertigungsvorteilen führt.
Weiter bevorzugt sind das Andruckelement, das Gegenelement und insbesondere das Zwischenelement ringförmig ausgeführt. Das Zwischenelement bildet damit quasi eine Dehnungsscheibe, die beidseitig von Kolbenscheiben ver- schlössen ist, die mit Fortsätzen, insbesondere mit den erwähnten Stempeln, in die Ausnehmungen oder Taschen des Zwischenelementes eintauchen. Die Kolbenscheiben werden axial nach außen gedrückt, sobald sich die Dehnungselemente in dem Zwischenelement ausdehnen und üben dabei eine sehr gleichmäßige konzentrische Kraft auf das kompensationsbedürftige Maschinenteil - beispielsweise ein Kegelrollenlager - aus.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich auch oder ergänzend aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Dabei zeigen in jeweils perspektivischer Ansicht:
Figur 1 ein Zwischenelement einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Teilschnitt,
Figur 2 ein mit Dehnungselementen bestücktes Zwischenelement im Teilschnitt,
Figur 3 ein Andruckelement einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 4 in Explosionsdarstellung wesentliche Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im montierten Zustand im Teilschnitt.
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung bzw. deren Hauptbestandteile zur Kompensation von thermisch bedingten relativen axialen Längenänderungen zwi- sehen zwei - hier nicht dargestellten - Bauteilen. Diese Bauteile können beispielsweise ein Lagerring eines Kegelrollenlagers, insbesondere bei der Anwendung in einem Differential oder Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges einerseits und das das Lager aufnehmende Getriebegehäuse andererseits sein.
In Figur 1 ist ein Zwischenelement 1 mit in axialer Richtung A gesehen gege- nüberliegenden zwei Stirnseiten 2, 3 dargestellt. Auf jeder Stirnseite 2, 3 sind Ausnehmungen 4 vorgesehen, die einen im Wesentlichen quaderförmigen Hohlraum oder Aufnahmeraum 5 für in Figur 1 nicht dargestellte Dehnungselemente bilden. Die Ausnehmungen 4 sind in Form von Taschen 7 gestaltet und haben jeweils einen Taschenboden 8. Wie der obere Teilschnitt der Figur 1 erkennen lässt, besteht das Zwischenelement 1 im Wesentlichen aus einem umlaufenden, mäanderförmig gestalteten Steg 10, der an der inneren 12 und äußeren Umfangsseite 14 jeweils durch einen Mantelring 15, 16 begrenzt ist. Insoweit bildet der Steg 10 mit den Mantelringen 15, 16 die Begrenzungen der Ausnehmungen 4. Durch den mäanderförmigen Verlauf des Steges 10 sind die Begrenzungen der Ausnehmungen 4 bzw. Taschen 7 bzw. der jeweilige Taschenboden 8 gebildet. Die Ausnehmungen auf der Stirnseite 2 alternieren mit den Ausnehmungen auf der Stirnseite 3. Mit anderen Worten: In Umfangsrich- tung U gesehen ist jede zweite Ausnehmung mit ihrer Öffnung 20 zur Stirnseite 2 hin orientiert, während entsprechend alternierend jede zweite Ausnehmung 4 mit ihrer Öffnung 21 zur Stirnseite 3 hin orientiert ist. Dabei sind die Taschenböden 8 in axialer Richtung A aufeinander zu versetzt, so dass die Ausnehmungen 4 mit ihrem Aufnahmeraum 5 zumindest teilweise in axialer Richtung A gesehen überlappend bzw. parallel angeordnet sind.
Figur 2 zeigt in entsprechender perspektivischer Ansicht das Zwischenteil 1 , wobei insbesondere in der Teilschnittdarstellung erkennbar ist, dass die Ausnehmungen 4 mit beidseitig eingebrachten Dehnungselementen 22 ausgefüllt sind. Man erkennt dabei, dass die in axialer Richtung A sich erstreckende Höhe der Dehnungselemente 22 etwas geringer bemessen ist als die Tiefe t der Ausnehmungen 4 bzw. der Aufnahmeräume 5. Die Dehnungselemente 22 stützen sich jeweils mit ihrem Fußbereich 23 am jeweiligen Ausnehmungs- bzw. Taschenboden 8, der insoweit eine Abstützfläche 24 bildet, ab. Die Dehnungselemente 22 sind in ihren Ausmaßen so bemessen, dass sie die Ausnehmun- gen 4 vollständig in radialer Richtung ausfüllen, so dass etwaige Volumenän- derungen gezwungenermaßen nur in Axialrichtung A und zwar zur jeweiligen Öffnung 20, 21 der Ausnehmungen 4 hin möglich sind.
Figur 3 zeigt ein Andruckelement 30, das im Wesentlichen aus einer scheibenförmigen Basis 31 und sich davon in axialer Richtung A erstreckenden annähernd quaderförmigen Fortsätzen 32 besteht. Die Fortsätze 32 sind in ihrer Geometrie auf den Bereich der Öffnungen 20 (Figuren 1 und 2) abgestimmt und bilden insoweit Stempel 33, die in den Öffnungen bzw. Ausnehmungen 4 axial gleiten können.
Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor der Montage ihrer wesentlichen Einzelteile, nämlich dem ringförmigen Zwischenelement 1 , dem ringförmigen Andruckelement 30 und einem ringförmigen Gegenelement 40. Ge- genelement 40 und Andruckelement 30 (Figur 3) sind identisch ausgebildet. Damit kann auch das Gegenelement 40 in entsprechender Weise mit seinen sich von einer scheibenförmigen Basis 41 erstreckenden Fortsätzen 42 in Art von Stempeln 43 in den Öffnungen 21 der Ausnehmungen 4 in axialer Richtung A gleiten.
Figur 5 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit etwas übertrieben dargestelltem Abstand des Andruckelements 30 und des Gegenelements 40 mit dazwischen angeordnetem Zwischenelement 1. Man erkennt in dem oberen Teilschnitt 50 der Figur 1 sehr gut, wie die Stempel 43 bzw. 33 des Gegenelements 40 bzw. Andruckelements 30 in die korrespondierenden Ausnehmungen 4 oder Taschen 7 eingreifen und mit den Dehnungselementen 22 in Wirkkontakt stehen.
Wenn die aus einem Elastomer, vorzugsweise VITON®, bestehenden Deh- nungselemente sich infolge Temperaturerhöhung ausdehnen, wirkt sich diese
Ausdehnung in an sich bekannter Weise aufgrund der bis auf die Öffnung 20,
21 allseitigen Kapselung oder Einfassung der Dehnungselemente 22 aus- schließlich in axialer Richtung A aus. Dabei ergibt sich die axiale Längenänderung der Dehnungselemente nach der Beziehung
Δh= 3-α-h-ΔT
worin: α : Temperaturkoeffizient der Dehnungselemente 22 h : Axialerstreckung (Höhe) des Dehnungselements ΔT: Temperaturänderung bedeuten.
Dabei erstrecken sich die Dehnungselemente 22 jeweils entgegengesetzt auf der jeweiligen Stirnseite 2 bzw. 3 des Zwischenelements 1 in axialer Richtung A und stützen sich wie beschrieben an den jeweiligen Taschenböden 8 ab. Auf diese Weise addieren sich ihre Längenänderungen zu einer relativen axialen Bewegung des Andruckelements 30 gegenüber dem Gegenelement 40.
Mit den abwechselnd am Umfang U verteilten Dehnungselementen 22 jeweils unterschiedlicher Wirkrichtung lässt sich bei minimiertem radialen Bauraumbedarf eine erhöhte Axialkompensationsfähigkeit erreichen, wobei durch die axial versetzen Taschenböden 8 auch der axiale Bauraumbedarf optimiert ist.
Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen relativ geringen Bedarf an Dehnungsmaterial für die Elemente 22 aus. Andruckelement 30 bzw. Gegenelement 40 fungieren dabei als Profilscheiben oder KoI- benscheiben und bewirken eine sehr gleichmäßige Aufbringung der Axialkraft auf das zu kompensierende Bauteil, beispielsweise den Außenring eines Kegelrollenlagers, der direkt an dem Andruckelement 30 anliegen kann. Bezugszeichenliste
1 Zwischenelement
2, 3 Stirnseiten
4 Ausnehmungen
5 Aufnahmeraum
7 Taschen
8 Taschenboden
10 Steg
12 äußere Umfangseite
14 innere Umfangseite
15, 16 Mantelring
20 Öffnung
21 Öffnung
22 Dehnungselement
23 Fußbereich
30 Andruckelement
31 scheibenförmige Basis
32 Fortsätze
33 Stempel
40 Gegenelement
41 scheibenförmige Basis
42 Fortsätze
43 Stempel
50 Teilschnitt
A axiale Richtung
U Umfangsrichtung t Tiefe

Claims

Patentansprüche
1. Kompensationsvorrichtung zum Ausgleich thermisch bedingter relativer axialer Lageänderungen zwischen zwei Bauteilen mit einem axial beweglichen Andruckelement (30) und mit einem Gegenelement (40), zwischen denen in Umfangsrichtung (U) verteilt mehrere Dehnungselemente (22) angeordnet sind, deren temperaturabhängige Volumenänderungen eine Axialkraft auf das Andruckelement (30) bewirken, dadurch gekennzeich- net, dass zwischen dem Andruckelement (30) und dem Gegenelement (40) ein Zwischenelement (1 ) angeordnet ist, das auf jeder axialen Stirnseite (2, 3) mehrere Ausnehmungen (4) aufweist, und dass die Dehnungselemente (22) in die Ausnehmungen (4) eingebracht sind und sich an jeweils einer Abstützfläche (24) der Ausnehmung (4) axial abstützen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützflächen (24) der Ausnehmungen (4) auf der einen Stirnseite (2) gegenüber den Abstützflächen (24) der Ausnehmungen (4) auf der anderen Stirnseite (3) axial aufeinander zu derart versetzt sind, dass die Ausnehmungen (4) sich in axialer Richtung (A) zumindest teilweise parallel erstrecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (4) in Umfangsrichtung (U) gesehen stirnseitig alternierend angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (4) im Wesentlichen quaderförmig sind und ihre Längsachsen radial verlaufen.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (30) und das Gegenelement (40) den Ausnehmungen (4) geometrisch angepasste Stempel (33; 43) aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (30) und das Gegenelement (40) identische Teile sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Zwischenelement (1 ) ringförmig ist.
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