Spieleinstellbares Wälzlager Die Herstellungsungenauigkeiten sowie die Ab masse beim Wälzlagereinbau ergeben für viele Lager ein zu grosses radiales Spiel. Es wurde daher ständig versucht, eine Einstellbarkeit des Spiels möglichst sogar während des Betriebes zu erzielen. Spieleinstell bare Wälzlager, insbesondere mit zylindrischen Roll- körpern, werden vorwiegend mit konischen Bohrun gen des Lagerinnenringes, der mittels konischer Hülsen gedehnt wird, versehen.
Die Ausführung ver langt eine sehr hohe Genauigkeit der miteinander korrespondierenden Kegel, die nur mit grossem Auf wand und grossen Kosten zu erreichen ist. Es sind ferner zur Spieleinstellung Federbänder benutzt wor den, die selbst als Laufring zwischen zylindrische Mantelfläche und Wälzkörper oder zwischen konischer Mantelfläche und Wälzkörper eingesetzt sind und je nach ihrer axialen Zusammendrückung eine radiale Verengung des Laufspiels bewirken.
Es sind auch geschlitzte Laufringe bekannt, die in eine konische Hülse eingesetzt sind und durch axiale Verschiebung ihren Durchmesser verändern.
In neuerer Zeit werden spieleinstellbare Nadel- oder Rollenlager dadurch hergestellt, dass mindestens ein Laufring als federndes Glied ausgebildet und so profiliert ist, dass äussere und innere Absätze be stehen, welche Gelenkstellen bilden.
Insbesondere bei profilierten oder durch Federn angespannten Laufringen entsteht eine zusätzliche Federung der Lauffläche, die bei hohen Lasten eine zu geringe Starrheit des Lagers ergibt oder bei hohen Drehzahlen Geräusche durch Resonanz erzeugt.
Die Erfindung betrifft ein spieleinstellbares Wälz lager, insbesondere Nadellager, das erfindungsgemäss mindestens einen zwischen einem Laufring des La gers und der Sitzfläche des Laufringes angeordneten Ring aufweist, der leichter verformbar ist als der Laufring und in seiner den wirksamen Durchmesser des Laufringes und damit die Grösse des Lagerspiels beeinflussenden radialen Querschnittsausdehnung durch Änderung des gegenseitigen axialen Abstandes von den Ring beiderseits haltenden starren Ringen einstellbar ist.
Der leichter verformbare Ring kann axial oder auch in Umfangsrichtung mehrteilig ausgeführt sein. Bei mehrteiliger Ausbildung des leichter verform baren Ringes in axialer Richtung ergeben sich be sonders günstige Stauchverhältnisse, während die mehrteilige Ausbildung des leichter verformbaren Ringes in Umfangsrichtung insbesondere dann vor teilhaft ist, wenn der verformbare Ring in Einstiche des Laufringes eingelegt werden muss.
Der leichter verformbare Ring kann auch aus elastischem Werkstoff bestehen, so dass bei Vermin- derung der Stauchkraft ein Rückgang der radialen Querschnittsausdehnung und damit eine Spielände rung des Lagers eintritt. Die Verwendung von elasti schem Werkstoff für den leichter verformbaren Ring gestattet es, das Lagerspiel veränderlichen Betriebs verhältnissen, z. B. Drehzahlen, anpassen zu können.
Weiterhin kann der leichter verformbare Ring in einen Einstich des Laufringes eingesetzt sein. Schliesslich kann der mit mindestens einem Ein stich zur Aufnahme mindestens eines leichter ver formbaren Ringes versehene Laufring auch auf der radial entgegengesetzten Seite mit Einstichen ver sehen sein, die dem andern Einstich gegenüber ver setzt sind. Auf diese Weise sind im Laufring Knick stellen gebildet, die eine axiale Annäherung der den leichter verformbaren Ring begrenzenden Flächen bewirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Nadellager mit leichter verformbarem Ring um den äussern Laufring zwischen zwei Druckscheiben, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Nadellager mit dünnwandigem Laufring, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Nadellager mit eingestochener Nut im Laufring und Vorrich tung für axiale Stauchung des eingelegten Ringes, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein etwas ab geändertes Nadellager mit eingestochener Nut im Laufring und axialer Stauchvorrichtung für den ein gelegten Ring,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Nadellager mit mehreren eingestochenen Nuten und axialer Stauchvorrichtung für die eingelegten Ringe, Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein kombiniertes Nadelkugellager mit einer profilierten Ausführung des Laufringes und eingelegtem Ring und Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Zylinder rollenlager mit profiliertem federndem Laufring und in die Aussennuten eingelegten Ringen.
Nach Fig. 1 ist der Nadellagerlaufring 1, welcher starre Borde 2 besitzt, von einem leichter verform baren Ring 3 aus elastischem Material umgeben und in das Gehäuse 4 eingesetzt. Der federnde Ring 3 wird axial durch die Ringe 5 begrenzt, welche, wie durch die Pfeile angedeutet ist, in axialer Richtung derart verschiebbar sind, dass eine Stauchung des federnden Ringes 3 eintritt, die sich auf den mitt leren Teil des Laufringes 1 auswirkt. Die radiale Komponente dieser Stauchung bewirkt eine Ein engung der Laufbahn 6, so dass das Spiel der Nadeln 7 zwischen der Welle 8 und der Laufbahn 6 ver kleinert wird.
Nach Fig. 2 ist der Laufring des Nadellagers als dünnwandige Hülse 9 ausgebildet. In analoger Weise wie nach Fig. 1 wird durch das axiale Zusammen drücken der beiden Ringe 10 der leichter verform bare, um die Hülse 9 gelegte Ring 11 gestaucht, so dass seine radiale Komponente die Einengung des Laufspiels der Lagernadeln 12 ergibt. Wie nach Fig. 1 durch die Borde 2 wird hier durch die Borde 13 und 13' eine Versteifung der Enden der Lauf bahn erzielt, so dass durch den radialen Druck des federnden Ringes 11 eine ballige Laufbahn für die Nadeln entsteht.
Gemäss Fig. 3 ist der Laufring 14 des Nadel lagers mit einer Nut versehen, in welche der leichter verformbare Ring 15 als geteilter metallischer Ring oder als ungeteilter aufgespritzter Kunststoffring eingesetzt ist. Der eine axial den leichter verform baren Ring begrenzende Bord 16 ist zahnkranzartig durchbrochen, so dass durch einen mit Stiften ver- sehenen Ring 17 ein einstellbarer axialer Druck auf den Ring 15 mittels einer Stellmutter 18 ausgeübt werden kann. Die axiale Stauchung des Ringes 15 bewirkt die bereits geschilderte Verengung des Ra dialspiels der Lagernadeln 19 zwischen Welle 20 und Laufbahn 21.
Nach Fig. 4 ist der Laufring 22 mit Bunden 31 und 32 versehen. Durch axialen Druck auf die Stirn flächen 23 und 24 dieser Bunde mittels eines durch Schrauben anstellbaren Flansches 25 wird eine axiale Stauchung des im Einstich 26 liegenden, leichter verformbaren Ringes 27 und eine mechanische Durchbiegung der Laufbahn 28 erreicht. Die Stau chung des Ringes 27 wird durch die mechanische Durchbiegung des Laufringes erleichtert.
Durch die besondere Ausbildung der Bunde 31 und 32 des Laufringes, die, wie bei dem Bund 32 gezeigt, an einigen Stellen des Umfanges geschlitzt sein können, wird durch die axiale Belastung eine Vergrösserung des Durchmessers der Bunde 31 und 32 erzielt, die damit zu einer festen Anlage mit der Bohrung 30 des Gehäuses kommen, so dass eine genaue Zentrie rung des Laufringes des Nadellagers in der Gehäuse bohrung 30 gegeben ist.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 4 dadurch, dass im Laufring 33 aussen mehrere Nuten mit eingelegten, leichter ver formbaren Ringen 34 vorgesehen sind. Die Seiten- bunde 35 sind in diesem Falle nicht geschlitzt, je doch mit so kleinem Querschnitt ausgebildet, dass sie sich bei axialer Stauchung durch den mittels Schrauben verstellbarer. Flansch 36 an die Bohrung des Gehäuses 37 anlegen und eine Zentrierung der Laufbahn 38 zum Gehäuse 37 ergeben. Durch die axiale Stauchung wird gleichzeitig eine Verformung der eingelegten Ringe 34 bewirkt.
Gemäss Fig. 6 ist der profilierte Laufring 39 eines kombinierten Nadelkugellagers, welcher mit einem Einstich 40 versehen ist, in den der leichter verformbare Ring 41 eingelegt ist, mit so grosser Pressung in das Gehäuse 42 eingesetzt, dass nach dem Einbau eine ballige Lautbahn 43 mit kleinst möglichem Spiel der Lagernadeln 44 zwischen innerer Laufbahn 45 und äusserer Laufbahn 43 ge geben ist: Durch axiale Zugkräfte, welche durch die Mutter 46 auf den Laufring ausgeübt werden, wird die Balligkeit der Laufbahn 43 vermindert und damit eine Spielvergrösserung erzielt.
Nach Fig. 7 besitzt der profilierte Laufring 47 äussere Ausnehmungen 48 und innere Ausnehmungen 49, so dass mehrere, annähernd senkrecht zur Achse stehende, tellerfederartig wirkende Knickstellen 50 gebildet sind. Der profilierte Laufring 47 ist im un- gespannten Zustand gezeigt. Zwischen der Gehäuse bohrung 51 und seinem äussern Mantel 52 ist ge ringes Passungspiel vorhanden.
Die in die äussern Einstiche 48 des Laufringes eingelegten, leichter ver formbaren Ringe sind zweckmässigerweise von vorn herein mit einem grösseren Manteldurchmesser er zeugt, welcher eine geringe Pressung in der Gehäuse bohrung ergibt. Durch axiale Zustellung der Ge windemutter 53 wird der profilierte Laufring 47 derart verformt, dass sein Aussendurchmesser an den beiden Enden und in der Mitte sich vergrössert und gegen die Bohrung 51 des Gehäuses zur Anlage kommt, während seine Laufbahnen 54 verkleinert werden und ein geringeres Spiel für die Rollen 55 zwischen Welle und Laufbahnen 54 ergeben.
Bei der axialen Stauchung des profilierten Laufringes werden die Ausnehmungen 48 verengt und eine Stauchung der eingelegten, leichter verformbaren Ringe und somit Durchbiegung des Laufringes bewirkt. Durch die Anlage der äussern Mantelflächen an der Ge häusebohrung wird eine Zentrierung der Laufbahn 54 zur Bohrung 51 des Gehäuses erzielt.
Bei der Gestaltung der Laufringe und bei der Wahl des Werkstoffes für den leichter verformbaren Ring müssen die Temperatur- und Betriebsverhält nisse des Lagers jeweils berücksichtigt werden. Zweckmässig ist es, Werkstoffe zu verwenden, die besonders geringe Kompressibilität besitzen, damit bei einer kleinen axialen Verformung möglichst grosse radiale Kräfte entstehen und ein wirklicher Formschluss zwischen Mantel des Laufringes und Gehäusebohrung in allen Fällen erhalten wird.
Bei Verwendung von Metallen besteht die Möglichkeit, grössere Drücke aufzunehmen; bei Verwendung von Kunststoffen ergibt sich der Vorteil der kleineren Verformungskräfte und der zusätzlichen Dämpfung aus den gegebenen Werkstoffeigenschaften.
Man wird anstreben, geschlossene, ungeteilte Ringe zu verwenden; dies kann bei Kunststoffen z. B. durch Umspritzen oder durch überziehen unter Aus- nützung der Dehnfähigkeit des Kunststoffes, bei Me tallen mit niedrigerem Schmelzpunkt durch Umgiessen mit hinreichender Ableitung der Wärme, um eine Härteminderung der Laufbahn zu vermeiden, ge schehen. Bei Werkstoffen mit höherer Festigkeit oder auch aus fertigungstechnischen Gründen können die Ringe aus den genannten Werkstoffen in Umfangs richtung geteilt sein.
In analoger Weise wie am Aussenring kann auch zwischen dem Innenring und der Welle ein leichter verformbarer Ring vorgesehen sein, durch den dann eine Aufweitung des Laufbahndurchmessers und damit eine Spielverengung erzielt wird.
Eine ballige Laufbahn wird durch die Ausbil dung des Querschnittes des Laufringes, wie sie z. B. in Fig. 4 und 7 ersichtlich ist, erzielt, indem eine stärkere Durchbiegung und Einengung des Lauf ringes in der Mitte der Einstiche eintritt.
Rolling bearing with adjustable clearance The manufacturing inaccuracies and the dimensions when installing the rolling bearing result in too great a radial play for many bearings. It was therefore constantly tried to achieve an adjustability of the game, if possible, even during operation. Rolling bearings that can be adjusted for play, in particular with cylindrical rolling elements, are predominantly provided with conical bores in the bearing inner ring, which is expanded by means of conical sleeves.
The execution ver required a very high accuracy of the corresponding cones, which can only be achieved with great effort and great costs. There are also used to adjust the play spring strips were used as a race between the cylindrical surface and rolling elements or between the conical surface and rolling elements and depending on their axial compression cause a radial narrowing of the running play.
Slotted races are also known which are inserted into a conical sleeve and which change their diameter through axial displacement.
More recently, needle or roller bearings with adjustable clearance have been manufactured in that at least one race ring is designed as a resilient member and is profiled in such a way that there are outer and inner shoulders which form hinge points.
Particularly in the case of profiled races or races tensioned by springs, there is an additional springing of the running surface, which results in insufficient rigidity of the bearing at high loads or generates noises due to resonance at high speeds.
The invention relates to an adjustable clearance roller bearing, in particular a needle roller bearing, which according to the invention has at least one ring arranged between a race of the La gers and the seat surface of the race, which is more easily deformable than the race and in its the effective diameter of the race and thus the size of the Bearing play influencing radial cross-sectional expansion is adjustable by changing the mutual axial distance of the ring on both sides holding rigid rings.
The more easily deformable ring can be made in several parts axially or in the circumferential direction. In multi-part design of the more easily deformable ble ring in the axial direction there are particularly favorable upsetting conditions, while the multi-part design of the more easily deformable ring in the circumferential direction is particularly advantageous when the deformable ring must be inserted into grooves in the raceway.
The more easily deformable ring can also be made of elastic material, so that when the compressive force is reduced, the radial cross-sectional expansion decreases and the bearing changes play. The use of elastic Shem material for the more easily deformable ring allows the bearing play variable operating conditions such. B. speeds to be able to adjust.
Furthermore, the more easily deformable ring can be inserted into a recess in the raceway. Finally, the running ring provided with at least one puncture for receiving at least one more easily deformable ring can also be seen on the radially opposite side with grooves that are opposite to the other groove. In this way kinks are formed in the race, which cause an axial approach of the more easily deformable ring bounding surfaces.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawing. 1 shows a longitudinal section through a needle bearing with a more easily deformable ring around the outer race between two thrust washers, FIG. 2 shows a longitudinal section through a needle bearing with a thin-walled race, FIG. 3 shows a longitudinal section through a needle bearing with an inserted groove in the race and device device for axial upsetting of the inserted ring, Fig. 4 shows a longitudinal section through a slightly changed needle bearing with a pierced groove in the raceway and an axial upsetting device for an inserted ring,
Fig. 5 is a longitudinal section through a needle bearing with several pierced grooves and an axial upsetting device for the inserted rings, Fig. 6 is a longitudinal section through a combined needle ball bearing with a profiled design of the raceway and inserted ring and Fig. 7 is a longitudinal section through a cylinder roller bearing with profiled resilient race and rings inserted in the outer grooves.
According to Fig. 1, the needle bearing race 1, which has rigid rims 2, surrounded by a more easily deformable ble ring 3 made of elastic material and inserted into the housing 4. The resilient ring 3 is axially limited by the rings 5, which, as indicated by the arrows, can be displaced in the axial direction such that the resilient ring 3 is compressed, which affects the middle part of the race 1. The radial component of this upsetting causes a narrowing of the raceway 6, so that the play of the needles 7 between the shaft 8 and the raceway 6 is ver smaller.
According to FIG. 2, the race of the needle bearing is designed as a thin-walled sleeve 9. In a manner analogous to FIG. 1, the more easily deformable ring 11 placed around the sleeve 9 is compressed by axially pressing the two rings 10 together, so that its radial component results in the narrowing of the running clearance of the bearing needles 12. As shown in FIG. 1 by the rims 2, a stiffening of the ends of the raceway is achieved here by the rims 13 and 13 ', so that the radial pressure of the resilient ring 11 creates a spherical raceway for the needles.
According to Fig. 3, the race 14 of the needle bearing is provided with a groove in which the more easily deformable ring 15 is inserted as a split metallic ring or as an undivided molded plastic ring. The rim 16 axially delimiting the more easily deformable ring is perforated in the manner of a toothed ring, so that an adjustable axial pressure can be exerted on the ring 15 by means of an adjusting nut 18 through a ring 17 provided with pins. The axial compression of the ring 15 causes the already described narrowing of the radial play of the bearing needles 19 between shaft 20 and raceway 21.
According to FIG. 4, the race 22 is provided with collars 31 and 32. Axial pressure on the end faces 23 and 24 of this collar by means of a flange 25 adjustable by screws, an axial compression of the more easily deformable ring 27 lying in the recess 26 and a mechanical deflection of the raceway 28 is achieved. The compression of the ring 27 is facilitated by the mechanical deflection of the race.
Due to the special design of the collars 31 and 32 of the race, which, as shown in the case of the collar 32, can be slotted at some points on the circumference, an increase in the diameter of the collars 31 and 32 is achieved through the axial load, which thus becomes one come firm contact with the bore 30 of the housing, so that a precise centering tion of the race of the needle bearing in the housing bore 30 is given.
The embodiment according to FIG. 5 differs from that according to FIG. 4 in that several grooves with inserted, more easily ver formable rings 34 are provided on the outside in the raceway 33. The side collars 35 are not slotted in this case, but they are designed with such a small cross section that they can be adjusted by means of screws when axially compressed by means of the screws. Apply flange 36 to the bore of housing 37 and center the raceway 38 relative to housing 37. At the same time, the axial compression causes a deformation of the inserted rings 34.
According to FIG. 6, the profiled race 39 of a combined needle ball bearing, which is provided with a recess 40 into which the more easily deformable ring 41 is inserted, is inserted into the housing 42 with so great a pressure that after installation a spherical sound track 43 with The smallest possible play of the bearing needles 44 between the inner raceway 45 and outer raceway 43 is given: By axial tensile forces exerted by the nut 46 on the raceway, the crowning of the raceway 43 is reduced and thus an increase in play is achieved.
According to FIG. 7, the profiled race 47 has outer recesses 48 and inner recesses 49, so that several kinks 50, which are approximately perpendicular to the axis and act like a plate spring, are formed. The profiled race 47 is shown in the unstressed state. Between the housing bore 51 and its outer shell 52 ge ring fit clearance is available.
The inserted into the outer grooves 48 of the race, more easily ver formable rings are expediently from the outset with a larger jacket diameter he testifies, which results in a low pressure in the housing bore. By axially advancing the Ge threaded nut 53, the profiled race 47 is deformed in such a way that its outer diameter increases at the two ends and in the middle and comes to rest against the bore 51 of the housing, while its raceways 54 are reduced and there is less play for the rollers 55 between shaft and raceways 54 result.
When the profiled raceway is axially compressed, the recesses 48 are narrowed and the inserted, more easily deformable rings are compressed and the raceway is thus bent. By placing the outer circumferential surfaces on the housing bore, a centering of the raceway 54 relative to the bore 51 of the housing is achieved.
When designing the races and choosing the material for the more easily deformable ring, the temperature and operating conditions of the bearing must be taken into account. It is expedient to use materials that have particularly low compressibility so that the greatest possible radial forces arise with a small axial deformation and a real form fit between the casing of the race and the housing bore is obtained in all cases.
When using metals it is possible to absorb higher pressures; When using plastics, the advantage of the smaller deformation forces and the additional damping results from the given material properties.
The aim will be to use closed, undivided rings; this can be done with plastics such. B. by overmoulding or by coating using the elasticity of the plastic, in Me metals with a lower melting point by overmolding with sufficient dissipation of heat to avoid a reduction in hardness of the track, ge happen. In the case of materials with higher strength or for manufacturing reasons, the rings can be divided from the materials mentioned in the circumferential direction.
In a manner analogous to that on the outer ring, a more easily deformable ring can also be provided between the inner ring and the shaft, by means of which an expansion of the raceway diameter and thus a narrowing of play is achieved.
A crowned raceway is made through the educa tion of the cross section of the race, as z. B. in Fig. 4 and 7 can be seen, achieved by a greater deflection and narrowing of the running ring occurs in the middle of the grooves.