DE2519023B2 - Axiale Lagerbefestigung eines Wälzlagers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine axiale Lagerbefestigung des Außenringes eines in eine Bohrung eingeschobenen Wälzlagers, dessen Außenring sich gegen einen Sprengring abstützt, der, von einer oder mehreren in geringem Abstand von und vorzugsweise achsparallel zu der Lagerbohrung in das Lagergehäuse eingebrachten Schrauben, Stiften oder dergleichen radial nach innen verspannt, in einer kcnzentrisch in die Bohrung eingebrachten Nut sitzt, der ab* in entspanntem Zustand einen lichten Innendurchmesser aufweist, der etwa dem der Bohrung entspricht

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der US-PS 24 43 501 entnehmen. Bei dieser Ausführungsform greift der Sprengring in eine im Lageraußenring vorgesehene Umfangsnut ein, um das Lager dadurch gleichzeitig in beiden Richtungen axial spielfrei festzulegen. Um ein Axialspiel auszuschließen, sind der radial innen liegende Teil des Sprengringes sowie die Nut im Lageraußenring im Querschnitt keilförmig ausgebildet Durch Anziehen der vorgesehenen Stiftschraube wird der keilförmig ausgebildete Teil des Sprengringes in die entsprechend angepaßte Nut des Lageraußenringes gedrückt, so daß Spielfreiheit zwischen Sprengring und Lageraußenring gewährleistet ist Damit wird aber keineswegs eine in axialer Richtung spielfreie Lagerung des Kugellagers erreicht, da der Sprengring mit seinem radial außen liegenden Ringteil in radialer Richtung leicht verschiebbar in der Nut der Bohrung angeordnet sein muß.

Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Lagerbefestigung ist darin zu sehen, daß spezielle Teile erforderlich sind. Dies gilt einmal für das festzulegende Lager selbst, dessen Außenring mit einer im Querschnitt keilförmig ausgebildeten Ringnut versehen werden muß. Das gilt ferner für das festzulegende Lager selbst, dessen Außenring mit einer im Querschnitt keilförmig ausgebildeten Ringnut versehen werden muß. Das gilt ferner für den Sprengring selbst, der nur auf seinem radial außen liegenden Ringteil planparallele Stirnflächen aufweist, während der radial innen liegende Ringteil im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist, und zwar in Anpassung an die Innenkontur der genannten l^agernut. Schließlich werden zum Verspannen des Sprengringes Bolzen mit exzentrischer Zone oder entsprechend bearbeitete Schrauben verwendet Schon aus Kostengründen läßt steh eine derartige Lagerung in der Regel nicht verwenden. Ausgehend von diesem Stand der Technik, Hegt der

Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, die axiale Lagerbefestigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so zu verbessern, daß eine absolut spielfreie axiale Befestigung des Lager-Außenringes undnigleich eine Verbilligung bei der Herstellung dieser Lagerbefe stigung erreicht werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich der Lageraußenring in einer Axialrichtung mit seiner abgerundeten Kante zwischen Mantelimd Stirnfläche gegen den Sprengring und in der anderen Axialrichtung gegen einen vorzugsweise einseitig angegossenen Deckel abstützt, wobei der Sprengring kreisförmigen Querschnitt aufweist und in einer Nut mit annähernd quadratischem Querschnitt sitzt

Dadurch wird erstmals der große Vorteil erreicht, daß trotz großer zulässiger Toleranzen bei der axialen Positionierung der Nut eine absolut spielfreie axiale Befestigung des Lageraußenringes möglich ist Dies ist dadurch bedingt daß sich der einen runden Querschnitt aufweisende Sprengring auf der gerundeten Außenkante des Lageraußenrir-ges abstützt und zwar unabhängig davon, ob die tragende Seitenfläche der Nut in ihrer axialen Positionierung um einige Zehntel Millimeter in der einen oder anderen Richtung versetzt ist

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt in der großen Wirtschaftlichkeit der neuen Konstruktion. Einerseits ist der Fertigungsaufwand für die Nut infolge viel größerer zulässiger Toleranzen erheblich geringer, wie ein Vergleich mit der genannten US-Patentschrift deutlich macht wo bereits ein Zehntel Millimeter axialer Versatz zwischen Sprengring und Nut im Lageraußenring dazu führen kann, daß der Sprengring bei seiner Verspannung auf der Mantelfläche des Lageraußenringes aufsetzt ohne in dessen Nut eintauchen zu können. Zum anderen ermöglicht die neue Lagerbefestigung die Verwendung einfacher und damit preiswerter Teile. So können für das Lager selbst für den Sprengring und für die Schrauben bzw. Stifte Normteile Verwendung finden.

Bei zwei um 180° gegenüberliegend angeordneten Schrauben od. dgl. nimmt der Sprengring durch die beiden radial nach innen wirkenden Kräfte eine ellipsenähnliche Fovm an und ist dadurch in der Lage, die über die Welle und das Lager in Richtung

so Sprengring wirkenden Axialkräfte vom Lager-Außenring aufzunehmen und sich an der gegenüberliegenden Seitenfläche der Nut abzustützen. Dabei ist es für die Festigkeit der kraftübertragenden Elemente sehr günstig, daß die größere spezifische Flächenpressung

zwischen den Teilen aus hochfestem Werkstoff besteht (Lager-Außenring und Sprengring), während die wesentlich kleinere Flächenpressung zwischen den Teilen mit niedrigerer Werkstoff-Festigkeit ansteht (Lagergehäuse und Sprengring).

Die neue Lösung eignet sich darüber hinaus auch zur Einstellung des Lagerspiels.

Die DE-PS 9 26 398 zeigt eine axiale Lagerbefestigung, bei der sich der Außenring des in eine Bohrung eingeschobenen Wälzlagers mit seiner einen Stirnseite an einem Gehäuseansatz und mit seiner anderen Stirnseite an einer Ringscheibe mit rechteckigem Querschnitt abstützt, die ihrerseits axial festgelegt ist durch einen im Querschnitt runden Sprengring. Der

Sprengring sitzt in einer im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildeten Nut der Bohrung, Hinsichtlich des Axialspiels, den ein Sprengring in seiner Nut haben muß, gilt das vorher Gesagte. Durch das zusätzlich benötigte Bauteil (Ringscheibe) erhöht sich das Toleranzproblem. Im Übrigen eignet sich diese Lagerbefestigung nur dort, wo der Anbringungsort bei Montage zugänglich ist

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsfon.i der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 im Längs- und Halbschnitt eine an ein schräg verzahntes Stirnradgetriebe anzubauende elektrische Maschine;

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein Detail der F i g. 1 während der Montage;

Fig.3 das Detail gemäß Fig.2 nach der Montage und

Fig.4 die B-Seite der in Fig. 1 dargestellten elektrischen Maschine in Seitenansicht

Die in F i g. 1 dargestellte elektrische Maschine besteht im wesentlichen aus einer Läuferwelle 1 mit Läuferkörper 2, einem Ä-sekigen Wälzlager 3, einem ß-seitigen Wälzlager 4, einem /4-seitigen Lagerschild 5, einem ß-seitigen Lagerschild 6 sowie einem Ständerpaket 7 mit Wickelköpfen der Spulen 8. Mit dem freien Wellenende ist ein schräg verzahntes Stirnzahnrad 9 fest verbunden. Aus dem Drehmoment des Motors und dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 9 resultiert als Umfangskraft die auf die Läuferwelle wirkende Radialkraft Fr sowie aus dem Schrägungswinkel und der Drehrichtung die in A- oder B-seitiger Richtung auf die

Läuferwelle wirkende Axialkraft Fa.

Fi g. 2 und 3 lassen erkennen, daß ein Sprengring HO in einer konzentrisch in die Kugellager-Aufnahmebohrung eingebrachten Nut 13 sitzt, die quadratischen Querschnitt aufweist Der Sprengring 10 weist in entspanntem Zustand einen lichten Innendurchmesser auf, der gemäß F i g. 2 dem der Kugellager-Aufnahmebohrung, die als Sackbohrung ausgeführt ist, etwa entspricht Dadurch kann das Lagerschild 6 mit dem eingesetzten Sprengring 10 auf das Lager 4 aufgeschoben werden.

In geringem Abstand von und achsparallel zu der Sackbohrung sind zwei sich gegenüberliegende Schrauben 14,15 in das Lagergehäuse eingeschraubt, die mit ihrer kegelförmig ausgebildeten Spitze 12 den Sprengring 10 beaufschlagen und radial nach innen verspannen. Fig.4 läßt erkennen, daß der Sprengring 10 von den beiden Schraubenspitzen 12 teilweise aus der Nut 13 so nach inner ausgetrieben ist, daß er sich an der gerundeten Außenkante des Wälzlag/ j -Außenringes 11 und der gegenüberliegenden Seitenfläche der Nut 13 abstützt Die in ß-seitiger Richtung wirkenden Axialkräfte werden an der Fläche 18 des angegossenen Lagerdeckels 19 abgestützt F i g. 4 macht deutlich, daß der Sprengring 10 durch die Beaufschlagung der beiden Schrauben 14,15 ellipsenähnlich verformt wird, so daß er in den Bereichen 16,17 Axialkräfte in Richtung der .Α-Seite vom Außenring 11 des Lagers 4 aufnehmen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 Patentanspruch;

Axiale Lagerbefestigung des Außenringes eines in eine Bohrung eingeschobenen Wälzlagers, dessen Außenring sich gegen einen Sprengring abstützt, der, von einer oder mehreren in geringem Abstand von und vorzugsweise achsparallel zu der Lagerbohrung in das Lagergehäuse eingebrachten Schrauben, Stiften oder dergleichen radial nach innen verspannt, in einer konzentrisch in die Bohrung eingebrachten Nut sitzt, der aber in entspanntem Zustand einen lichten Innendurchmesser aufweist, der etwa dem der Bohrung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Lageraußenring (U) in einer Axialrichtung mit seiner abgerundeten Kante zwischen Mantel- und Stirnfläche gegen den Sprengring (10) und in der anderen Axialrichtung gegen einen vorzugsweise einseitig angegossenen Deckel (19) abstützt, wobei der Sprengring (10) kreisförmigen Querschnitt aufweist und in einer Nut (13) mit annähernd quadratischem Querschnitt sitzt