DE102015218863A1

DE102015218863A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102015218863A1
Application number: DE102015218863.9A
Authority: DE
Inventors: Padelis Katsaros; Dominique Shah; Volker Wendt
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1), umfassend zwei Wälzlager (2) mit jeweils einem Innenring (3) und einem Außenring sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern (4), wobei die beiden Wälzlager (2) durch relative Verschiebung der Innenringe (3) und/oder der Außenringe in axiale Richtung (a) vorgespannt oder mit einer gewünschten Lagerluft versehen werden können, wobei an den Innenringen (3) und/oder an den Außenringen Borde (5) angeordnet sind, die einen axialen Anschlag für die Wälzkörper (4) bilden, wobei mindestens einer der Borde (5) relativ zu dem diesen tragenden Lagerring (3) in axiale Richtung (a) verstellbar auf dem Lagerring (4) angeordnet ist und wobei der verstellbare Bord (5) sowie der Lagerring (3) mit einem Gewinde (6) versehen sind, so dass der Bord (5) durch Verdrehen in axiale Richtung (a) relativ zum Lagerring (3) verstellbar ist. Um die Vorspannung in der Lageranordnung einfacher und genauer einstellen zu können, sieht die Erfindung vor, dass der verstellbare Bord (5) an seinem Außenumfang (7) und/oder an seiner von den Wälzkörpern (4) abgewandten Stirnseite mit mindestens einer Nut (8) versehen ist, die zum Eingreifen eines Hakenschlüssels zum Verdrehen des Bords (5) relativ zum Lagerring (3) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend zwei Wälzlager mit jeweils einem Innenring und einem Außenring sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern, wobei die beiden Wälzlager durch relative Verschiebung der Innenringe und/oder der Außenringe in axiale Richtung vorgespannt oder mit einer gewünschten Lagerluft versehen werden können, wobei an den Innenringen und/oder an den Außenringen Borde angeordnet sind, die einen axialen Anschlag für die Wälzkörper bilden, wobei mindestens einer der Borde relativ zu dem diesen tragenden Lagerring in axiale Richtung verstellbar auf dem Lagerring angeordnet ist und wobei der verstellbare Bord sowie der Lagerring mit einem Gewinde versehen sind, so dass der Bord durch Verdrehen in axiale Richtung relativ zum Lagerring verstellbar ist.
Eine gattungsgemäße Lageranordnung ist aus der DE 10 2012 221 297 A1 bekannt. Solche Lageranordnungen werden – wie auch im genannten vorbekannten Fall – häufig als Kegelrollenlager-Anordnungen ausgeführt. Bei vorbekannten Lösungen werden dabei zwei zusammenwirkende Kegelrollenlager gegeneinander axial vorgespannt. Die Einstellung der Vorspannung bei Kegelrollenlagern ist dabei insbesondere bei vorbekannten Lösungen ein relativ aufwändiger und auch ungenauer Prozess. Man versucht, die richtige Vorspannung einzustellen, indem man die beiden Innenringe einer Kegelrollenlagereinheit axial aufeinander zu (im Falle einer O-Lageranordnung) oder axial voneinander weg verschiebt (im Falle einer X-Lageranordnung). Der richtige Verschiebeweg wird durch aufwendiges Messen der Komponenten bestimmt und über Passscheiben so eingestellt, dass die gewünschte Vorspannung entsteht, und zwar nach Anziehen der Wellenmutter, mit der die gesamte Lageranordnung auf einem Wellenteil festgelegt wird.
Da die Sicherung der Mutter über eine entsprechende Klemmkraft erzielt wird, muss man dabei wiederum in Kauf nehmen, dass die aufwändig über Passscheiben eingestellte Lagervorspannung durch die in der Regel sehr große Klemmkraft beeinflusst wird. Eine genau gewünschte Vorspannung kann so nur schwerlich erreicht werden.
Die oben genannte DE 10 2012 221 297 A1 bietet hier bereits Vorteile, da die für die Vorspannung relevante Lage des Bords auf dem Lagerring des Kegelrollenlagers mittels eines Gewindes eingestellt werden kann. Ist durch Aufschrauben des Bords auf den diesen tragenden Lagerring die richtige axiale Relativlage zwischen Bord und Lagerring erreicht, wird der Bord am Lagerring fixiert. Dies kann nach der vorbekannten Möglichkeit dadurch erfolgen, dass das Gewinde teilweise verformt wird, so dass der Bord relativ zum Lagerring nicht mehr verdreht werden kann, d. h. dauerhaft festliegt.
Nachteilig ist bei dieser Lösung allerdings eine gewisse axiale Baulänge des Bords erforderlich; ein ausreichender Bauraum steht nicht immer zur Verfügung, so dass die vorbekannte Lösung dann nicht einsetzbar ist. Auch kann es mit Blick auf eventuell nötige werdende Demontagen der Lageranordnung nachteilig sein, dass der Bord vom Lagerring nicht mehr gelöst, d. h. abgeschraubt werden kann.
Der Erfindung liegt die Augabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich wird, auch bei engen Raumverhältnissen in einfacher Weise den Bord auf dem Lagerring zu fixieren, wobei die Vorspannung bzw. das Lagerspiel in der Lageranordnung dann einfach und genau eingestellt werden kann. Die Vorspannung bzw. Lagerluft in der Lageranordnung soll damit einfacher und genauer eingestellt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Bord an seinem Außenumfang und/oder an seiner von den Wälzkörpern abgewandten Stirnseite mit mindestens einer Nut versehen ist, die zum Eingreifen eines Hakenschlüssels zum Verdrehen des Bords relativ zum Lagerring ausgebildet ist.
Bevorzugt ist dabei mehr als eine Nut am Außenumfang und/oder an der Stirnseite angeordnet. Die Nuten sind dabei bevorzugt äquidistant über den Außenumfang und/oder die Stirnseite angeordnet.
Das Gewinde ist bevorzugt ein kegeliges Gewinde (kegeliges Withworth-Rohrgewinde). Eine solche kegelige Ausgestaltung ist jedenfalls im Randbereich des Bords vorteilhaft, um eine erleichterte Montage zu ermöglichen. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass das Gewinde ein Panzerrohrgewinde ist.
Die Bereiche des Gewindes im Bord und im Lagerring sind dabei bevorzugt so zueinander toleriert, dass eine Überdeckung vorliegt.
Das Whitworth-Rohrgewinde ist dabei als solches hinlänglich bekannt und vor allem für das gegenseitige Verschrauben von Rohren und dazu passenden Verbindungsteilen vorgesehen. Diese Gewindeart ist sowohl in kegeliger als auch in zylindrischer Ausführung bekannt, wobei hier bevorzugt die kegelige Ausführungsform angewendet wird. Solche kegeligen Gewinde sind in der Norm EN 10226 beschrieben. Der Nenndurchmesser des konischen Gewindes entspricht nach einigen Umdrehungen dem des zylindrischen Gegengewindes. Bei weiterem Anziehen verklemmen sich die Gewinde ineinander und wirken so metallisch dichtend.
Stahlpanzerrohrgewinde (auch Panzergewinde oder Stahl-Panzer-Rohr-Gewinde genannt) sind eine Gruppe von Gewinden mit einem Flankenwinkel von 80°. Da die verwendeten Stahlpanzerrohre meist relativ dünnwandig sind, ist die Gewindetiefe nicht sehr groß. Solche Gewinde sind in der DIN-Norm DIN 40430 beschrieben.
Der Bord und/oder der Lagerring können im Bereich des Gewindes mit einer Beschichtung versehen sein. Als Beschichtung kann insbesondere eine Brünierung vorgesehen werden. Damit ist es möglich, Kaltverschweißungen beim Aufschrauben des Gewindes – insbesondere bei hohen Überdeckungen – zu verhindern.
Die beiden Wälzlager sind bevorzugt Kegelrollenlager.
Die Borde sind bevorzugt an den Innenringen angeordnet.
Bevorzugte Anwendungsfälle der vorgeschlagenen Lösung sind beispielsweise Hinterachsgetriebe sowie im allgemeinen vorgespannte Stützlagerungen.
Das genannte Gewinde ist bevorzugt ein Feingewinde, so dass der Bord durch Verdrehen in axiale Richtung relativ zum Lagerring feinfühlig verstellbar bzw. einstellbar ist.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung einer Lageranordnung erlaubt also eine einfache Einstellung der Vorspannung einer Lagereinheit, insbesondere einer Kegelrollenlagereinheit, über die axiale Verschiebung eines Führungsbords. Ferner wird in einfacher Weise die Fixierung des Bords auf dem diesen tragenden Lagerring möglich.
Das erfindungsgemäße Konzept stellt also darauf ab, einen einstellbaren Führungsbord auf mindestens einem der Lagerringe vorzusehen, der mittels eines Hakenschlüssels bequem und ohne große Kraftanstrengung und dennoch feinfühlig montiert werden kann; die Einstellung der Vorspannung in zwei gegeneinander vorgespannten Kegelrollenlager kann damit in besonders einfacher Weise erfolgen.
Eine genauere Einstellbarkeit der Vorspannung bzw. der Axialluft in der Lageanordnung – ungeachtet der wirksamen Toleranzen – ist gegeben und von großem Vorteil bei dem vorgeschlagenen Konzept. Bei der Umsetzung derselben ist die Einfachheit der benötigten Komponenten gleichermaßen von Vorteil. Es liegt ein Führungsbord vor, der eine feinfühlige axiale Einstellung und eine Arretierung seiner Lage in einfacher Weise erlaubt.
Bei der Einstellung der Vorspannung bzw. Lagerluft wird dann der Führungsbord bis zu einer gewissen Umdrehungszahl mittels des Hakenschlüssels auf den Lagerring aufgeschraubt.
Beim einer späteren erneuten Montage bzw. Demontage kann der Führungsbord wiederum mittels des Hakenschlüssels bewegt, d. h. axial verschoben und über Drehung dann auf das gewünschte Spiel oder die gewünschte Vorspannung eingestellt werden. Bei der Erstmontage kann es erforderlich bzw. vorteilhaft sein, beim Anbringen des Bordringes mit Erwärmung oder in ähnlicher Weise zu arbeiten.
Somit wird über eine Funktionsintegration, nämlich durch Einbringung der erfindungsgemäßen Nuten für den Hakenschlüssel, alles bereit gestellt, um die axiale Einstellbarkeit und sichere Arretierung in ein Bauteil zu vereinen. Somit wird die Handhabung vereinfacht und die Anzahl der benötigten Komponenten auf ein Minimum reduziert.
Die genaue Einstellung der Vorspannung führt vorteilhafter Weise zu einer reduzierten Lagerreibung.
Wenn vorliegend von der Einstellung einer Vorspannung die Rede ist, ist hierunter selbstverständlich genauso zu verstehen, dass in der Lageranordnung mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein definiertes Spiel eingestellt wird – und umgekehrt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in geschnittener perspektivischer Darstellung ein Kegelrollenlager, das Bestandteil einer Lageranordnung ist, die zwei gegeneinander verspannte Kegelrollenlager umfasst, und
2 einen vergrößerten Ausschnitt des Lagerinnenrings des Kegelrollenlagers nach 1.
In 1 ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die aus zwei Wälzlagern besteht, von denen nur eines, nämlich das Wälzlager 2, dargestellt ist. Es handelt sich bei den Wälzlagern um Kegelrollenlager. Die beiden Wälzlager 2 sind gegeneinander vorgespannt bzw. sie sind mit einem definierten Lagerspiel versehen. Vom Wälzlager 2 ist der Innenring 3 und der Außenring 9 dargestellt, wobei zwischen den Lagerringen Wälzkörper 4 angeordnet sind.
Zwecks Einstellung des Lagerspiels bzw. der Vorspannung ist der Innenring 3 des Wälzlagers 2 mit einem Gewinde 6 versehen, auf das ein Bord 5 aufgeschraubt werden kann. Erfolgt dies, ändert sich die axiale Lage des Bords 5 auf dem Innenring 3 (s. axiale Richtung a), so dass sich für die Anlagefläche der Wälzkörper 4 eine andere Position und in der Folge ein höheres bzw. niedrigeres Maß an Vorspannung bzw. Lagerspiel ergibt. Der Bord 5 ist also als verstellbarer Bord ausgeführt, d. h. er kann in axiale Richtung a auf dem Innenring 3 verstellt werden.
Details zur Ausgestaltung des Gewindes 6 sind aus 2 ersichtlich. Ein Gewindegang 6‘ ist im Lagerring 3 eingearbeitet, der zum Gewindegang 6‘‘ korrespondiert, der im Bord 5 eingearbeitet ist. In 2 ist auch zu erkennen, dass im Ausführungsbeispiel ein kegeliges Gewinde eingesetzt wird, so dass sich über die axiale Länge des Gewindes 6 der radiale Abstand zwischen dem Gewindegang 6‘ im Lagerring und dem Gewindegang 6‘‘ im Bord 5 verändert.
Um eine einfache Einstellbarkeit der axialen Lage des Bords 5 auf dem Lagerring 3 zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der verstellbare Bord 5 an seinem Außenumfang 7 mit einer Anzahl äquidistant verteilter Nuten 8 versehen ist. Diese sind ausgebildet, um das Eingreifen eines – nicht dargestellten – Hakenschlüssels zum Verdrehen des Bords 5 relativ zum Lagerring 3 zu ermöglichen.
Mittels des Hakenschlüssels kann in bequemer Weise das erforderliche Drehmoment aufgebracht werden, um den Bord 5 in der gewünschten axialen Lage auf dem Lagerring 3 platzieren zu können.
Bezugszeichenliste

1: Lageranordnung
2: Wälzlager
3: Innenring
4: Wälzkörper
5: Bord
6: Gewinde
6‘: Gewindegang im Lagerring
6‘‘: Gewindegang im Bord
7: Außenumfang des Bords
8: Nut
9: Außenring
a: axiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012221297 A1 [0002, 0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 10226 [0011]
DIN-Norm DIN 40430 [0012]

Claims

Lageranordnung (1), umfassend zwei Wälzlager (2) mit jeweils einem Innenring (3) und einem Außenring sowie zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern (4), wobei die beiden Wälzlager (2) durch relative Verschiebung der Innenringe (3) und/oder der Außenringe in axiale Richtung (a) vorgespannt oder mit einer gewünschten Lagerluft versehen werden können, wobei an den Innenringen (3) und/oder an den Außenringen Borde (5) angeordnet sind, die einen axialen Anschlag für die Wälzkörper (4) bilden, wobei mindestens einer der Borde (5) relativ zu dem diesen tragenden Lagerring (3) in axiale Richtung (a) verstellbar auf dem Lagerring (4) angeordnet ist und wobei der verstellbare Bord (5) sowie der Lagerring (3) mit einem Gewinde (6) versehen sind, so dass der Bord (5) durch Verdrehen in axiale Richtung (a) relativ zum Lagerring (3) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Bord (5) an seinem Außenumfang (7) und/oder an seiner von den Wälzkörpern (4) abgewandten Stirnseite mit mindestens einer Nut (8) versehen ist, die zum Eingreifen eines Hakenschlüssels zum Verdrehen des Bords (5) relativ zum Lagerring (3) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Nut (8) am Außenumfang (7) und/oder an der Stirnseite angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (8) äquidistant über den Außenumfang (7) und/oder die Stirnseite angeordnet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (6) ein kegeliges Gewinde (kegeliges Withworth-Rohrgewinde) ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (6) ein Panzerrohrgewinde ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche des Gewindes (6) im Bord (5) und im Lagerring (3) so zueinander toleriert sind, dass eine Überdeckung vorliegt.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (5) und/oder der Lagerring (3) im Bereich des Gewindes (6) mit einer Beschichtung versehen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als Brünierung ausgeführt ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wälzlager (2) Kegelrollenlager sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Borde (5) an den Innenringen (3) angeordnet sind.