DE19734998B4

DE19734998B4 - Einrichtung zur Nachstellung des axialen Spiels in Wälzlagern

Info

Publication number: DE19734998B4
Application number: DE19734998A
Authority: DE
Inventors: Baozhu Dr. Liang; Rolf Schmiechen
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2017-08-14
Also published as: DE19734998A1

Abstract

Einrichtung zur Nachstellung des axialen Spiels von Schrägwälzlagern, bei welcher zwischen einem axial verschiebbaren Lagerring und einem als Widerlager wirkenden Halteelement ein Anstellelement (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstellelement (9) aus einem derart gestalteten Werkstoff besteht, dass über eine Gefügeumwandlung des Werkstoffs infolge der Betriebstemperatur des Schrägwälzlagers ein Längenwachstum des Anstellelements (9) stattfindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nachstellung des axialen Spiels von Schrägwälzlagern, insbesondere von paarweise angeordneten Schrägwälzlagern, bei welchen zwischen einem axial verschiebbaren Lagerring und einem als Widerlager wirkenden Halteelement ein Anstellelement angeordnet ist.
Das Spiel oder die Vorspannung einer Lagerung, die mindestens ein Schräglager mit einem weiteren Lager aufweist oder aus zwei einreihigen Schrägwälzlagern, wie Schrägkugellagern oder Kegelrollenlagern, in entgegengesetzter Anordnung besteht, wird beim Einbau durch axiales Verschieben eines der Lagerringe eingestellt (Anstellen). Im Betrieb kann in der Lagerung und in den Anschlußteilen Verschleiß auftreten, der den Anstellungszustand verändert. Eine Reduktion der Gebrauchsdauer der Lageranordnung kann die Folge sein. Bei den bekannten Lageranordnungen mit paarweise angeordneten Schrägwälzlagern wird zur Einstellung des axialen Spiels bzw. der Vorspannung zwischen einem axial einstellbaren Lagerring und einem Halteelement als Anstellelement meist ein axial federnder Ring unterschiedlichster Ausbildung eingesetzt. Die Einstellung ist im wesentlichen abhängig vom Spannweg des Halteelementes und der erzielbaren Federkraft des Anstellelementes. Wenn die Federkraft begrenzt ist, ist eine Spielfreiheit bei fortschreitendem Verschleiß nicht mehr erzielbar.

Es ist weiterhin bereits bekannt, zwischen die Lagerringe von paarweise angeordneten Schrägwälzlagern ein plastisch verformbares Abstandsstück einzusetzen. Beim Zusammenbau der Lageranordnung wird das Abstandsstück soweit plastisch verformt bis das gewünschte Spiel bzw. Vorspannung erreicht ist ( DE 707 891 C ). Bei einem eventuellen Verschleiß in den Lagern entsteht ein zusätzliches Spiel, das in aufwendiger Weise manuell nachgestellt werden muss.

Weiterhin ist aus der DE 10 66 388 B eine selbsttätig wirkende, temperaturabhängige Vorrichtung zur Regelung des Lagerspiels paarweise angeordneter Schrägkugellager oder Kegelrollenlager bekannt, bei der das regulierende Element aus einem Werkstoff besteht, der eine von den übrigen Lagerungsteilen unterschiedliche spezifische Wärmeausdehnung besitzt. Diese Vorrichtung ist relativ kompliziert und teuer und gleicht in der Regel nur Temperaturunterschiede und keinen Verschleiß aus.

Aus der DE 18 13 409 A ist eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels bei Wälzlagereinbauten mit Hilfe einstellbarer Ringe aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungsbeiwerten bekannt, die mit mindestens einem Wälzlager-Laufring zusammenwirken, wobei mindestens zwei derartige Ringe einander mit konischen Innen- bzw. Außenflächen übergreifen.

Aus der DE 30 01 121 A1 ist eine Lagervorrichtung zum drehbaren Lagern eines ersten Körpers gegenüber einem zweiten Körper mit einem Lager mit einem ersten Lagerring bekannt, der mit dem genannten ersten Körper zusammenarbeitet und mit einem zweiten Lagerring, der mit dem genannten zweiten Körper zusammenarbeitet, wobei der genannte erste Körper mit dem genannten ersten Lagerring über ein Federelement mit einem ringförmigen Teil mit einem Durchmesser, der von dem des Lagerringes abweicht, zusammenarbeitet.

Aus der DE 41 18 933 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausgleich axialer Wärmedehnungen mit Bauteilen aus Werkstoffen unterschiedlicher Wärmedehnung bekannt, wobei mindestens zwei Bauteile vorgesehen sind, von denen das erste mit einer konischen Gleitfläche in einer entsprechenden Ausnehmung des zweiten geführt ist und einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als das zweite.

Schließlich ist eine Radlageranordnung mit paarweise angestellten Schrägwälzlagern bekannt, bei der zwischen den das axiale Lagerspiel bestimmenden Flächen eine Verschleißschicht von der Stärke des gewünschten Radlagerspiels vorgesehen ist, welche nach Inbetriebnahme des mit der Radlageranordnung ausgestatteten Fahrzeugs aufgrund der Betriebsbeanspruchung innerhalb einer kurzen Betriebsdauer verschwindet ( DE 37 13 224 C ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Einrichtung zur Nachstellung des axialen Spiels zu schaffen, die einfach und kostengünstig ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale nach Anspruch 1.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann es sich bei dem Werkstoff um einen unstabilisierten martensitischen oder um einen mit einem kontrollierten Restaustenitgehalt teilstabilisierten Stahl handeln. Diese un- oder nur teilstabilisierten Stähle haben die Eigenschaft, daß sie im Betrieb durch Umwandlung des Gefüges ein Volumens-, insbesondere Längenwachstum erfahren. Es wurde festgestellt, daß der Lagerverschleiß, der sich in einer (axialen) Bauhöhenänderung des Lagers auswirkt, der Maßänderung aufgrund der Gefügeänderung eines teilstabilisierten Stahles bei einem bestimmten Restaustenitgehalt und einer bestimmten Betriebstemperatur entspricht. Dies wird nach der Erfindung ausgenutzt, um den in der Lagerung im Laufe des Einsatzes unvermeidlichen Verschleiß zu kompensieren und das durch den Verschleiß veränderte Lagerspiel auf den gewünschten Wert nachzustellen. Dies geschieht automatisch und in einfacher Weise, ohne daß es dafür einer manuellen Nachregelung bedarf.

Das Anstellelement kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen einem der Lagerringe und einem in einer Bohrung des Gehäuses bzw. auf der Welle ein- bzw. aufgesetzten Halteelement angeordnet sein.

Bei paarweiser Anordnung der Schrägwälzlager kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Anstellelement je nach Anordnung der Schrägwälzlager (X- oder O-Anordnung) zwischen den beiden Innenringen bzw. den beiden Außenringen angeordnet sein.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt:
Es zeigen:
1 ein Kegelrollenlager mit einem am Außenring angreifenden Anstellelement,
2 ein Kegelrollenlager mit einem am Innenring angreifenden Anstellelement,
3 ein aus zwei Kegelrollenlagern bestehendes Lagerpaar mit einem zwischen den Außenringen angeordneten Anstellelement und
4 ein aus zwei Kegelrollenlagern bestehendes Lagerpaar mit zwischen den Innenringen angeordnetem Anstellelement.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In 1 ist ein Kegelrollenlager 1 dargestellt, das zusammen mit einem nicht näher dargestellten zweiten Lager eine Welle 2 in einem Gehäuse 3 abstützt. Der Innenring 4 des Kegelrollenlagers 1 ist fest auf der Welle 2 befestigt. Der Außenring 5 sitzt mit Schiebesitz in der Bohrung 6 des Gehäuses 3 und ist somit axial verschiebbar. Die axiale Festlegung des Außenringes erfolgt mit einem am Gehäuse 3 mittels Schrauben 7 befestigten Deckel 8. Zwischen der Stirnfläche des Außenringes 5 und dem als Halteelement dienenden Deckel 8 ist ein Anstellelement 9 angeordnet, das aus einem unstabilisierten martensitischen Stahl besteht. Bei längerem Betrieb, wenn in der Lagerung Verschleiß entsteht, erfährt dieses Anstellelement 9 unter Gefügeumwandlung eine Längenänderung, die den Außenring 5 in der Bohrung 6 axial verschiebt bis das durch den Verschleiß in der Lagerung entstandene Spiel wieder ausgeglichen ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Außenring 5 im Gehäuse 3 axial festgelegt und der Innenring 4 auf der Welle 2 axial verschiebbar angeordnet. Der Innenring 4 ist durch eine auf einen Gewindeabsatz 10 aufgeschraubte Achsschlußmutter 11 festgelegt. Zwischen der Stirnseite des Innenringes 4 und der Achsschlußmutter 11 ist ein Anstellelement 9 eingesetzt, das wie oben beschrieben wirkt.
In 3 ist eine Lageranordnung, bestehend aus zwei Kegelrollenlagern 12 und 13 in O-Anordnung dargestellt. Die Innenringe 14 und 15 sind auf einer Welle 2 befestigt, die Außenringe 16 und 17 in einer Bohrung 6 des Gehäuses 3 axial verschiebbar angeordnet. Zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Außenringe 16 und 17 ist das Anstellelement 9 angeordnet, das aus einem unstabilisierten martensitischen Stahl besteht.
In 4 ist eine Lagerung mit zwei Kegelrollenlagern 12, 13 in X-Anordnung dargestellt. Die Außenringe 16 und 17 sind in einer Bohrung 6 des Gehäuses axial festgelegt, die Innenringe 14, 15 axial verschiebbar auf der Welle 2 angeordnet. Zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Innenringe 14, 15 ist das Anstellelement 9 angeordnet.

Claims

Einrichtung zur Nachstellung des axialen Spiels von Schrägwälzlagern, bei welcher zwischen einem axial verschiebbaren Lagerring und einem als Widerlager wirkenden Halteelement ein Anstellelement (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstellelement (9) aus einem derart gestalteten Werkstoff besteht, dass über eine Gefügeumwandlung des Werkstoffs infolge der Betriebstemperatur des Schrägwälzlagers ein Längenwachstum des Anstellelements (9) stattfindet.
Einrichtung zur Nachstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellelement (9) aus einem unstabilisierten martensitischen Stahl besteht.
Einrichtung zur Nachstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellelement (9) aus einem mit einem kontrollierten Restaustenit teilstabilisierten Stahl besteht.
Einrichtung zur Nachstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellelement zwischen einem der Lagerringe (4 bzw. 5) und einem in einer Bohrung (6) des Gehäuses (3) bzw. auf der Welle (2) ein- bzw. aufgesetzten Halteelement (8, 11) angeordnet ist.
Einrichtung zur Nachstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei paarweiser Anordnung der Schrägwälzlager das Anstellelement (9) zwischen den beiden Innenringen (14, 15) bzw. den beiden Außenringen (16, 17) angeordnet ist.
Einrichtung zur Nachstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schrägwälzlager paarweise angeordnet sind.