DE102006033777A1 - Bearing set a rolling bearing mounted in a housing with front play rotor and method for its assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Lagersatz (1) einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse (34) mit Stirnspiel (37) gelagerten Rotors (32; 33) beispielsweise eines Schraubenverdichters (31), wobei der Lagersatz (1) aus einem axial außen angeordneten Kugellager (2; 4) und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager (3) besteht, deren Innenringe (6, 15) im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwelle (38; 39) gelagert sind. Um eine vereinfachte und exaktere Montage eines derartigen Lagersatzes zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Zylinderrollenlager (3) zerlegbar ausgebildet ist und einen Außenring (14) mit einem einzigen axial äußeren Bord (20) und einen Innenring (15) mit einem einzigen axial inneren Bord (23) aufweist, wobei der zwischen Innenring (15) und Außenring (14) angeordnete Satz von Zylinderrollen (16) axial von den Borden (20, 23) von Außenring (14) und Innenring (15) begrenzt ist. Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zur Montage eines Lagersatzes (1) auf der Rotorwelle (38; 39) beispielsweise eines Schraubenverdichters (31), bei dem in einem ersten Schritt der aus Kugellager (2; 4) und Zylinderrollenlager (3) bestehende Lagersatz (1) auf die vertikal angeordnete Rotorwelle (38; 39) aufgeschoben und die Rotorwelle (38; 39) mit einer vertikalen Kraft belastet sowie ein axialer Abstand (37) des Rotors (32; 33) zur Gehäusestirnwand (36) und der Abstand wenigstens der Innenringe (6, 15) des Lagersatzes (1) zu einer Anlauffläche (40) der ...The invention relates to a bearing set (1) of a roller bearing of a rotor (32; 33) mounted in a housing (34) with end play (37; for example, a screw compressor (31), the bearing set (1) consisting of an axially outer ball bearing (2 4) and consists of an axially inner cylindrical roller bearing (3), the inner rings (6, 15) in the installed state rotationally fixed on a rotor shaft (38, 39) are mounted. In order to enable a simplified and more accurate assembly of such a bearing set, it is provided that the cylindrical roller bearing (3) is designed separable and an outer ring (14) with a single axially outer board (20) and an inner ring (15) with a single axially inner Board (23), wherein between the inner ring (15) and outer ring (14) arranged set of cylindrical rollers (16) axially of the rims (20, 23) of outer ring (14) and inner ring (15) is limited. The invention is further based on a method for mounting a bearing set (1) on the rotor shaft (38; 39) of, for example, a screw compressor (31), in which, in a first step, the ball bearing (2; 4) and cylindrical roller bearing (3) Bearing set (1) on the vertically arranged rotor shaft (38; 39) pushed and the rotor shaft (38; 39) loaded with a vertical force and an axial distance (37) of the rotor (32; 33) to the housing end wall (36) and the distance at least the inner rings (6, 15) of the bearing set (1) to a contact surface (40) of the bearing ...
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors beispielsweise eines Schraubenverdichters, wobei der Lagersatz aus einem axial außen angeordneten Kugellager und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager besteht, deren Innenringe im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwelle gelagert sind.The The invention relates to a bearing set of a roller bearing one in a housing with end play mounted rotor, for example, a screw compressor, wherein the bearing set from an axially outer ball bearing and consists of an axially inner cylindrical roller bearing, the inner rings in the installed state rotatably on a rotor shaft are stored.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein
gattungsgemäßer Lagersatz
ist beispielsweise aus der
In
der unveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
Aus
der
Es
sind bereits mehrfach Versuche unternommen worden, dieses zeitraubende
Verfahren zu ersetzen. Aus der
Eine ähnliche
Lösung
ist aus der
Der Nachteil derartiger Lösungen ist darin zu sehen, dass sich das Axialspiel über die Betriebsdauer verändern kann, da Tellerfedern auf Dauer ermüden. Daher wird eine Verbesserung von Lagersätzen und entsprechender Montageverfahren angestrebt, die herkömmliche Montageeinrichtungen nutzen.Of the Disadvantage of such solutions can be seen in the fact that the axial play can change over the operating time, because disc springs tire in the long run. Therefore, an improvement of bearing sets and corresponding mounting method sought, the conventional Use assembly facilities.
Es ist allgemein übliche Praxis, dass Hersteller von Schraubenkompressoren die Messung des Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse bei der Montage in vertikaler Rotorposition durchführen. Diese Vorgehensweise ist bei Verwendung von Kugellagern als Axiallager unproblematisch, da Kugellager in der Lage sind, die bei der Messung in vertikaler Position auftretenden hohen Axialkräfte aufzunehmen. Nimmt jedoch ein Zylinderrollenlager Axialkräfte auf, so kommt es aufgrund der fehlenden Radiallast zu einer Verkippung der Rollen während der Messung. Diese Verkippung führt zu einem Messfehler, da die Welle sich hierdurch weiter verschieben lässt als dies ohne Verkippung möglich wäre.It is common Practice that manufacturers of screw compressors measuring the gap between rotor and housing when mounting in vertical rotor position. These Procedure is when using ball bearings as thrust bearings unproblematic because ball bearings are capable of measuring to absorb high axial forces occurring in a vertical position. However, if a cylindrical roller bearing absorbs axial forces, it is due to the lack of radial load to tilt the rollers during the Measurement. This tilting leads to a measurement error, as the wave continues to shift thereby leaves as this possible without tilting would.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagersatz und ein Verfahren zu seiner Montage zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile beseitigen. Insbesondere soll ein Lagersatz bereitgestellt werden, der einfach aufgebaut ist und im Betrieb auftretende Axial- und Radialkräfte sicher aufnehmen kann. Das Verfahren zur Montage des Lagersatzes soll eine präzise Einstellung eines axialen Abstandes des Lagersatzes zu einer Rotorwelle ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a bearing set and a method to create his assembly, which the disadvantages described remove. In particular, a bearing set is to be provided, which is simple and occurring during operation Axial and radial forces can safely record. The procedure for mounting the bearing set should be a precise Setting an axial distance of the bearing set to a rotor shaft enable.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass das Zylinderrollenlager einen Außenring und einen Innenring aufweist, die jeweils nur ein axial äußeres beziehungsweise inneres Bord aufweisen, wodurch ein Lagersatz geschaffen wird, bei dem zumindest das Zylinderrollenlager demontierbar ausgebildet ist.Of the Invention is based on the finding that the asked Task on surprisingly simple Solve it by way of fashion leaves, the cylindrical roller bearing has an outer ring and an inner ring each having only an axially outer or inner Board, whereby a bearing set is provided, in which at least the cylindrical roller bearing is designed removable.
Die Erfindung geht daher aus von einem Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors beispielsweise eines Schraubenverdichters, wobei der Lagersatz aus einem axial außen angeordneten Kugellager und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager besteht, deren Innenringe im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwelle gelagert sind. Zudem ist vorgesehen, dass das Zylinderrollenlager zerlegbar ausgebildet ist und einen Außenring mit einem einzigen axial äußeren Bord sowie einen Innenring mit einem einzigen axial inneren Bord aufweist, wobei der zwischen Innenring und Außenring angeordnete Satz von Zylinderrollen axial von den Borden von Außenring und Innenring begrenzt ist.The The invention is therefore based on a bearing set of a rolling bearing one in a housing with Front play mounted rotor, for example, a screw compressor, wherein the bearing set from an axially outer ball bearing and consists of an axially inner cylindrical roller bearing, the inner rings in the installed state rotatably on a rotor shaft are stored. In addition, it is provided that the cylindrical roller bearing dismountable is formed and an outer ring with a single axially outer board and having an inner ring with a single axially inner rim, wherein the arranged between inner ring and outer ring set of Cylindrical rollers axially bounded by the rims of outer ring and inner ring is.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass sich durch die vollständige Zerlegbarkeit zumindest des Zylinderrollenlagers in verschiedenen Stadien des provisorischen Zusammenbaus und der nachfolgenden endgültigen Montage des Lagersatzes ganz neuartige und überraschende Möglichkeiten ergeben. Dadurch, dass Außenring und Innenring jeweils nur ein einziges Bord aufweisen, lässt sich nicht nur der Außenring vom Innenring abziehen, was allein schon ein Fortschritt hinsichtlich einer einfacheren und schnelleren Montage ist, es lassen sich nunmehr auch der Satz von Zylinderrollen problemlos vom Außenring bzw. vom Innenring trennen, welches bei sonst üblichen NU- oder NJ-Zylinderrollenlagern, deren Außenringe jeweils zwei Borde aufweisen, nicht möglich ist. Dadurch, dass die Zylinderrollen problemlos in das Zylinderrollenlager einsetzbar bzw. entfernbar sind, können, was gemäß eines Verfahrens zur Montage des Lagersatzes vorgesehen ist, die Zylinderrollen gegen einen Maßring ausgetauscht werden und umgekehrt.By This structure is advantageously achieved that by the complete dismantling at least the cylindrical roller bearing in different stages of the provisional assembly and subsequent final assembly of the bearing set completely new and surprising possibilities result. Because of that outer ring and inner ring each having only a single board, can be not just the outer ring remove from the inner ring, which alone is an advance in terms a simpler and faster assembly is, it can now also the set of cylindrical rollers easily from the outer ring or separate from the inner ring, which in otherwise conventional NU or NJ cylindrical roller bearings whose outer rings each have two shelves, is not possible. Because of that Cylindrical rollers can be easily inserted into the cylindrical roller bearing or can be removed, what according to one Method for mounting the bearing set is provided, the cylindrical rollers against a measure ring be exchanged and vice versa.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass eine Außenlaufbahn des Außenrings axial innen von einer konischen Erweiterung, beispielsweise einer Einführschräge, und axial außen von dem radial nach innen ragenden axial, außen angeordneten Bord begrenzt ist, und dass der Innenring eine Innenlaufbahn aufweist, welche axial außen von einer konischen Erweiterung, beispielsweise eine Einführschräge, und axial innen von einem radial nach innen ragenden Bord begrenzt ist.In addition, can be provided that an outer career of the outer ring axially inward of a conical extension, for example one Insertion bevel, and axially outside is bounded by the radially inwardly projecting axially, outboard board, and that the inner ring has an inner race which axially Outside from a conical extension, for example an insertion bevel, and axially inwardly bounded by a radially inwardly projecting board.
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass die Zylinderrollen einen axialen Abstand zu wenigstens einem Bord aufweisen.In Other practical developments may be provided that the Cylindrical rollers have an axial distance to at least one board.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kugellager ein Vierpunktlager oder ein Rillenkugellager ist.A Another embodiment of the invention provides that the ball bearing is a four-point bearing or a deep groove ball bearing.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kugellager ein Schrägkugellager ist, welches einen Außenring mit einer radialen Schulter und einen Innenring mit einer radialen Schulter aufweist, wobei die Schultern zueinander axial beabstandet sind und Lagerkugeln axial begrenzen. Auch wenn die Verwendung eines Vierpunktlagers im Rahmen der Erfindung liegt, so hat sich doch ein Schrägkugellager als besonders praktisch erwiesen. Denn es weist bezüglich der axialen Verschiebbarkeit von Außenring und Innenring zueinander ähnliche Eigenschaften auf wie das erfindungsgemäße Zylinderrollenlager, bei welchem es sich im Übrigen um ein quasi abnormales NJ-Lager handelt.In a particularly practical development of the invention is provided that the ball bearing is an angular contact ball bearing which is an outer ring with a radial shoulder and an inner ring with a radial Shoulder, wherein the shoulders axially spaced apart are and axially limit bearing balls. Even if the use of a Four-point bearing is within the scope of the invention, it has yet an angular contact ball bearing proved to be particularly practical. Because it points to the axial displaceability of outer ring and inner ring similar to each other Properties on how the inventive cylindrical roller bearing, at which it is otherwise is a quasi-abnormal NJ camp.
Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass das Schrägkugellager zerlegbar ausgebildet ist.These Design leaves to complement each other that the angular contact ball bearing is designed dismantled.
Die Erfindung geht ebenfalls aus von einem Verfahren zur Montage eines Lagersatzes auf der Rotorwelle beispielsweise eines Schraubenverdichters, bei dem in einem ersten Schritt der aus Kugellager und Zylinderrollenlager bestehende Lagersatz auf eine vertikal angeordnete Rotorwelle aufgeschoben und die Rotorwelle mit einer vertikalen Kraft belastet wird, und bei dem ein axialer Abstand des Rotors zur Gehäusestirnwand und/oder der Abstand wenigstens der Innenringe des Lagersatzes zu einer Anlauffläche der Rotorwelle gemessen wird, und bei dem in einem zweiten Schritt der Lagersatz von der Rotorwelle entfernt und nach Demontage des Lagersatzes dieser zur Korrektur des axialen Abstandes bearbeitet wird, und bei dem in einem dritten Schritt der bearbeitete Lagersatz auf die Rotorwelle aufgeschoben und mit dieser endgültig verbunden wird.The invention is also based on a method for mounting a bearing set on the rotor shaft, for example a screw compressor Ters, in which in a first step consisting of ball bearings and cylindrical roller bearing set pushed onto a vertically arranged rotor shaft and the rotor shaft is loaded with a vertical force, and in which an axial distance of the rotor to the housing end wall and / or the distance of at least the inner rings of Bearing set is measured to a contact surface of the rotor shaft, and in which the bearing set is removed from the rotor shaft in a second step and machined after disassembly of the bearing set for correcting the axial distance, and in which pushed in a third step, the processed bearing set on the rotor shaft and finally connected with it.
Zudem ist vorgesehen, dass im ersten Schritt ein einstückiger Maßring oder ein Satz von Messscheiben in das Zylinderrollenlager anstelle der Zylinderrollen zwischen Außenring und Innenring eingesetzt wird (Rollenverkörperungsring), wobei die axiale Breite des Maßrings bzw. der Messscheiben der axialen Breite der Zylinderrollen entspricht, wonach der Lagersatz auf die vertikal angeordnete Rotorwelle aufgeschoben wird, und dass im dritten Schritt der bearbeitete Lagersatz mit den Zylinderrollen versehen sowie auf die Rotorwelle aufgeschoben und mit dieser endgültig verbunden wird.moreover It is envisaged that in the first step, a one-piece measuring ring or a set of measuring disks in the cylindrical roller bearing instead of the cylindrical rollers between outer ring and inner ring is inserted (roller embossing ring), wherein the axial Width of the measure ring or the measuring disks corresponds to the axial width of the cylindrical rollers, after which the bearing set is pushed onto the vertically arranged rotor shaft and that in the third step the processed bearing set with provided the cylindrical rollers and pushed onto the rotor shaft and with this final is connected.
Ein derartiges Verfahren bietet ganz erhebliche Vorteile gegenüber den bislang bekannten Verfahren. Bisher erfolgt die Montage des Lagersatzes in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird danach zunächst das Axialspiel im Lagersatz gemessen und die passende Passscheibe zur Axialspieleinstellung ausgewählt. Im zweiten Schritt erfolgt die Einstellung des Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse. Das Aggregat wird wieder zusammengebaut, dann wird der Spalt zwischen Rotor und Gehäuse gemessen, um anschließend das Aggregat wieder zu zerlegen und die richtige Passscheibe zur Wellenjustierung einzusetzen.One this method offers very significant advantages over the previously known methods. So far, the assembly of the bearing set in two steps. In the first step, then the first Axial play measured in the bearing set and the matching shim to Axial play adjustment selected. In the second step, the gap between Rotor and housing. The unit is reassembled, then the gap between Rotor and housing measured to subsequently disassemble the unit again and the correct shim to Use shaft adjustment.
Durch den Maßring oder durch einen entsprechenden Satz von Messscheiben lässt sich auf überraschend einfache Art und Weise ein schier unüberwindbares Hindernis bei der bislang verwendeten Methode ausräumen, nämlich einen immer wieder auftretenden Messfehler, der daher rührt, dass radial unbelastete, aber axial übermäßig stark belastete Zylinderrollen um ihre Achse kippen. Dieses Verkippen führt zu einem Messfehler, der bislang nur abgeschätzt aber nicht ausgeräumt werden konnte.By the measure ring or by a corresponding set of measuring disks can be on surprising simple way an insurmountable obstacle the previously used method, namely a recurrent Measurement error, which therefore stems that radially unloaded but axially excessively heavily loaded cylindrical rollers tilt around its axis. This tilting leads to a measurement error, the so far only estimated but not cleared out could be.
Außerdem kann in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass im zweiten Schritt wenigstens ein gemessener axialer Überstand einer Stirnkante gegenüber einer radial beabstandeten Stirnkante von Außenring bzw. Innenring des Zylinderrollenlagers reduziert wird.In addition, can be provided in a development of the method according to the invention that in the second step, at least one measured axial supernatant a front edge opposite a radially spaced end edge of the outer ring or inner ring of Cylindrical roller bearing is reduced.
In einer besonders praktischen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt die mit den Borden versehenen Stirnkanten von Außenring und Innenring auf eine plane Fläche aufgestellt und die axial gegenüberliegenden Stirnkanten zum Abtrag des Überstandes in einem Arbeitsgang schleifend bearbeitet werden.In a particularly practical development of the method according to the invention It is envisaged that in the second step, the with the Borden provided End edges of outer ring and inner ring on a flat surface placed and the axially opposite End edges for removing the supernatant be sanded in one operation.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass im zweiten Schritt wenigstens ein Überstand des Innenrings des Zylinderrollenlagers mit einer Abweichung von +/– 0,001 mm bis 0,008 mm, vorzugsweise von +/– 0,005 mm, gegenüber dem im ersten Schritt gewonnenen Messergebnis abgetragen wird.Especially Also advantageous is an embodiment of the method according to the invention, characterized by the fact that in the second step at least a supernatant of the inner ring of the cylindrical roller bearing with a deviation from +/- 0.001 mm to 0.008 mm, preferably of +/- 0.005 mm, compared to The result obtained in the first step is removed.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass im zweiten Schritt Überstände von Stirnkanten von Außenring und Innenring des Kugellagers verringert werden.Especially Finally, it is advantageous an embodiment of the method according to the invention, characterized by characterized in that in the second step supernatants of front edges of the outer ring and inner ring of the ball bearing can be reduced.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In this shows
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
In
Das
Kugellager
Das
Zylinderrollenlager
Axial äußere Stirnkanten
Der
in
In
Der
Rotor
Die
Breite des genannten axialen Spaltes
Der
in
Zum
besseren Verständnis
des bisherigen Problems des Standes der Technik ist der Lagersatz
Um
diesen Messfehler von vornherein zu vermeiden, wird der Lagersatz
Nachdem
der axiale Abstand des Lagersatzes
In
den
In
In
einem nächsten
Verfahrensschritt werden die beiden Ringe
Es
ist auch möglich,
den Innenring
Das
Kugellager
Der
erfindungsgemäße Lagersatz
- 11
- Lagersatzbearings
- 22
- Kugellagerball-bearing
- 33
- ZylinderrollenlagerCylindrical roller bearings
- 44
- SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
- 55
- Außenringouter ring
- 66
- Innenringinner ring
- 77
- Lagerkugelbearing ball
- 88th
- Lagerkäfigbearing cage
- 99
- Schultershoulder
- 1010
- Schultershoulder
- 1111
- Stirnflächeface
- 1212
- Stirnflächeface
- 1313
- Spaltgap
- 1414
- Außenringouter ring
- 1515
- Innenringinner ring
- 1616
- Zylinderrollecylindrical roller
- 1717
- Lagerkäfigbearing cage
- 1818
- AußenlaufbahnOuter race
- 1919
- Konische Erweiterung, Einfuhrschrägeconical Extension, import slope
- 2020
- Bordshelf
- 2121
- InnenlaufbahnInner raceway
- 2222
- Konische Erweiterung, Einfuhrschrägeconical Extension, import slope
- 2323
- Bordshelf
- 2424
- Abstanddistance
- 2525
- Stirnkantefront edge
- 2626
- Stirnkantefront edge
- 2727
- Stirnkantefront edge
- 2828
- Stirnkantefront edge
- 2929
- Stirnkantefront edge
- 3030
- Stirnkantefront edge
- 3131
- Schraubenverdichterscrew compressors
- 3232
- Rotorrotor
- 3333
- Rotorrotor
- 3434
- Gehäusecasing
- 3535
- Arbeitsraumworking space
- 3636
- GehäusestirnwandHousing end wall
- 3737
- Spaltgap
- 3838
- Rotorwellerotor shaft
- 3939
- Rotorwellerotor shaft
- 4040
- Anlaufbundstop collar
- 4141
- KrafterzeugungseinrichtungPower generator
- 4242
- Messinstrumentgauge
- 4343
- Maßringsizing ring
- 4444
- ÜberstandGot over
- 4545
- ÜberstandGot over
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