DD221687A1

DD221687A1 - Waelzlageraufnahmevorrichtung mit innenringantrieb, insbesondere fuer pruefeinrichtungen zur geraeuschpruefung

Info

Publication number: DD221687A1
Application number: DD26064984A
Authority: DD
Inventors: Erhard Kanis
Original assignee: Waelzlager Normteile Veb
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-05-02

Abstract

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, welche die Aufnahme von Kugellagern zum Zwecke der Geraeuschpruefung oder fuer aehnliche Pruefungen (z. B. Reibmoment, Schmierungsverhalten) ermoeglicht, ohne dass dazu wie bisher Aufnahmedorne benoetigt werden, die mit viel Aufwand und Kosten hergestellt werden mussten und die einem hohen Verschleiss unterliegen. Die Aufnahme der Kugellager und der Antrieb des Innenringes ohne Dorn ist dadurch praktisch verschleissfrei, und Rundlauffehler der Antriebsspindel sowie der Rollbahn zur Bohrung des Innenringes haben keinen Einfluss mehr auf das Pruefergebnis der Schwingungsabtastung oder anderer Pruefungen. Die Automatisierung von Pruefeinrichtungen fuer oben genannte Pruefungen wird wesentlich erleichtert. Fig. 1

Description

a) Titel der Erfindung

Wälzlageraufnahmevorrichtung mit Innenringantrieb, insbesondere für Prüfeinrichtungen zur Geräuschprüfung ;

b.) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme insbesondere von Wälzlagern aber auch anderen ähnlichen Maschinenelementen, wobei ein Ring, meist der Innenring, zum Rotieren gebracht und der andere festgehalten wird. Die Vorrichtung wird vorzugsweise in Prüfgeräten und Automaten zur Laufgeräuschprüfung von Wälzlagern angewendet.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Wälzlagerfertigung, insbesondere bei der Herstellung von Lagern mit erhöhter Laufqualität, wird das Lauf geräusch mit speziellen Prüfeinrichtungen oder Prüfautomaten geprüft. Zu diesem Zweck wird das Wälzlager bei allen bekannten Lösungen mit der Bohrung des Innenringes auf einem Aufnahme- und Antriebsdorn aufgenommen und der Innenring über den Außenring und die Wälzkörper gegen den Anlagebund des Aufnahmedornes gedrückt. Die Körperschallbestimmung eaifolgt dabei mittels eines Schwingungsaufnehmers, indem dieser radial mit einer bestimmten Prüfkraft auf den Außenring aufgesetzt wird. Dadurch rollt der Kugelsatz vorwiegend im Rillengrund des Außenringes bzw. Innenringes ab. Dabei ist es notwendig, daß der Innenring mit einer sehr hohen Rundlaufgenauigkeit auf dem Dorn aufgenommen wird. Weiterhin

ist wichtig, daß der Innenring durch den rotierenden Aufnahmedorn die notwendige Prüfdrehzahl erhält, die auch während der eigentlichen Prüfzeit sicher garantiert werden muß (d. h·, daß kein Schlupf zwischen Dorn und Innenring auftritt). '

Bekannt sind Vorrichtungen, bei welchen die Prüflager manuell bzw. automatisch auf den Aufnahmedorn geschoben und die benötigten Belastungskräfte aufgebracht werden.

Die Praxis hat gezeigt, daß solche Vorrichtungen einige Nächteile aufweisen. Es ist z. B. sehr schwierig und mit hohen Kosten verbunden, die notwendige hohe Laufgenauigkeit des Aufnahmedornes zu erreichen und über eine genügend lange Standzeit zu erhalten. Die Lagerung der Antriebsspindel und der Aufnahmedorn müssen mit sehr hoher Präzision gefertigt werden. Das gleiche trifft auf alle Teile zu, die bei Umstellung der Prüfeinrichtungen von einer auf eine andere Type notwendig sind (Wechsel des Aufnahmedornes). Bin weiterer Nachteil besteht darin, daß die Bohrungen der Innenringe der Wälzlager und der Aufnahmedorn mit dem Lagersitz Fertigungstoleranzen aufweisen und demzufolge keine einwandfreie Rundlaufgenauigkeit der Innenringe gewährleistet werden kann. Diese Paktoren haben wesentliche Nachteile auf das Prüfergebnis und verfälschen dieses in vielen Fällen.

Als besonderer Nachteil hat sich weiterhin herausgestellt, daß die Abnutzung des.Aufnahmedornes bei der jetzigen Spannmethode sehr groß ist. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß beim Aufschieben des Lagers auf den rotierenden Aufnahmedorn der Innenring vorerst in Ruhe ist und erst mit der Berührung mit dem Aufnahmedorn beschleunigt werden muß. Ein hoher Verschleiß des Sitzes des Aufnahmedornes und ein Auswechseln desselben in relativ kurzen Zeitabständen ist notwendig, andernfalls leidet die Prüfgenauigkeit darunter. Technologisch werden also für die Herstellung der Aufnahmedorne und die Antriebsspjadellagerung bezüglich Genauigkeit sehr hohe Anforderungen gestellt. Die Folge sind hohe Herstellungskosten und Fertigungszeiten.

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Die Nachteile des letztgenannten Punktes treten besonders bei "größeren" Prüflagern (100 bis 200 mm Durchmesser) auf. Die zu beschleunigende Masse des Innenringes ist hier so groß, daß die "Rutschzeit'¹ bis zum vollständigen Erreichen der Prüfzahl so hoch ist, daß die Abnutzung des Aufnahmedornes nicht mehr vertretbar ist. In diesen Fällen muß vor jeder Lagerprüfung die Antriebsspindel zum Zwecke des Aufschiebens des Lagers zum Stillstand gebracht werden. Die Leistung der Prüfgeräte wird damit geringer und der Prüfpro ze ß unökonomisch.

Um den Mangeln, die sich aus den Toleranzen der Bohrungen der Innenringe und der Sitzfläche des Aufnahmedornes sowie dem Verschleiß desselben ergeben, zu begegnen, sind besonn dere Maßnahmen erforderlich und bekannt. Solche sind z. B. Auswechslung der Aufnahmedorne in erfahrungsgemäß ermittelten Zeitspannen, Aufchromen und Neuschleifen, Verwendung von Spreizdornen, geschlitzt mit Eigenfederung, Kegel- oder Druckmittelspreizung. Alle diese bekannten Lösungen erfordern jedoch hohen Zeit- und Kostenaufwand!und führen.nicht immer zum gewünschten Erfolg (besonders Spreizdorne).

Es ist auch bekannt, daß bei Radialluftprüfgeräten der Außenring eines Wälzlagers auf einem Stützprisma aufgesetzt ist und der Innenring in-der Bohrung mit einer radial angedrückten Reibscheibe z. B. aus Pilz angetrieben wird. Diese Lösung für diesen speziellen Pail ist jedoch für das Aufbringen einer Axiallast auf das Wälzlager nicht und außerdem nur für"geringe "Drehzahlen, die unter der Prüfdrehzahl liegen, geeignet.

Bei den bekannten Lösungen für Wälzlageraufnahmevorrichtungen und den Antrieb des Innenringes für die Geräuschprüfung herrscht die Prüfung unter Aufgabe von Radiallast vor. Pur Radial- und Radialschrägkugellager, um die es im wesentlichen geht, hat sich aber herausgestellt, daß eine Prüfung unter Axialbelastung günstiger ist und sich besser reproduzierbare Werte ergeben.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, die aufgezeigten Mangel und Uachteile zu beseitigen, insbesondere die Prüfsicherheit der Geräte und Automaten zu garantieren und eine praktisch verschleißfreie Aufnahme und einen verschleißfreien Antrieb des Innenringes zu schaffen, unter der Voraussetzung, daß die Laufungenauigkeit der Antriebsspindel keinen Einfluß mehr auf das Prüfergebnis hat·

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin» daß vorzugsweise zur Laufgeräuschprüfung von Radialkugellagern und Radialschrägkugellagern eine Aufnahme der Wälzlager mit Antrieb der Innenringe geschaffen wird, welche keine Aufnahmedorne mit sehr hoher Präzision erfordert, bei der Rundlaufungenauigkeiten der Antriebsspindel die Prüfergebnisse nicht beeinflussen und die Automatisierung des PrüfVorganges wesentlich ökonomischer erreichi werden kann·

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß ein auf Laufgeräusch zu prüfendes Kugellager nicht mehr wie bisher auf einen sehr genau rundlaufenden Aufnahmedorn aufgeschoben wird, sondern daß das Lager mit dem Außenring auf festen Auflagestützen (dem Außendurchmesser des Lagers entsprechend) zentriert wird· Das Lager liegt axial verschiebbar auf den Auflage stützen mit einem geeigneten Spreizwinkel οζ, der in an sich bekannter Weise einstellbar ist, an. Es wird mit Hilfe der Stirnfläche einer nicht umlaufenden Druckscheibe über die Stirnfläche des Lageraußenringes und den Kugelsatz mit der Stirnseite des innenringes unter einer Andrückkraft P₁ kraftschlüssig gegen die Stirnfläche einer an der Antriebswelle angeordneten Anlagescheibe gedrückt, wodurch der Innenring seine Rotation mit der Prüfdrehzahl erfährt und der Außenring ebenfalls kraftschlüssig festgehalten ist.

Die Achsen der Antriebswelle mit Anlagescheibe, des Lagers und der Druckscheibe liegen horizontal. Die Achsen der An-

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triebswelle mit Anlagescheibe und des Lagers sind radial zueinander in an sich bekannter Weise (z. B. bei der Werkstückaufnahme auf Gleitschuhen) mit den Koordinaten X, Y versetzbar, um gegebenenfalls schon vor dem Aufsetzen des Prüftasters auf den Außenring mit der Prüfkraft P«» dessen Richtung radial in der Winkelhalbierenden des Spreizwinkels <K verläuft, eine Kraftkomponente zu erzeugen, welche wie die Prüfkraft Pg das Lager mit dem Außenring an die Auf lagestützen drückt und stabilisiert.

Die Druckscheibe, welche das Lager über den Außenring und die Kugeln mit dem Innenring an die Anlagescheibe drückt, ist in axialer Richtung durch geeignete Elemente (Gummiringe, Wellfedern) ein wenig beweglich gefedert, um Planlauf fehler der Stirnseiten von Außenring und Innenring der Wälzlager zu kompensieren·

Die Stirnflächen der rotierenden Anlagescheibe und der nicht rotierenden Druckscheibe sind so ausgebildet (Ringflächenbreite) , daß durch die Beschleunigung des Innenringes entstehender geringer Verschleiß die Qualität der Anlagering-Planflächen nicht negativ beeinflussen können (keine Einlaufspuren), sondern eine selbsttätige Glättung und Erhaltung der Planlaufgenauigkeit erreicht wird. Die Ringflächenbreiten der Druckscheibe und Anlagescheibe sind kleiner als die der Stirnflächenbreiten der Wälzlagerringe bis zu den Phasen und Kantenrundungen·

In Funktion der Vorrichtung ergibt sich folgender Ablauf:

Die Kugellager werden durch an sich bekannte Zuführeinrichtungen (Rinnen-Greifersysteme u. a.) an die Prüfstelle gebracht, auf die Auflagestützen aufgelegt und dadurch zentriert. Der axiale Abstand der Stirnflächen zwischen Anlagescheibe und Druckscheibe ist dabei nur soviel größer als die Lagerbreite, daß unter Beachtung des.Zuführsystems ein störungsfreier Einlauf gewährt wird· Die gegen Verdrehung, z., B, mittels Paßfeder, gesicherte Druckscheibe wird nunmehr durch axiale Bewegung an den Außenring des Lagers gedruckt, wodurch der Innenring mit der rotierenden Anlagescheibe unter der Andrückkraft P^ zur Berührung

kommt und seine Prüfdrehzahl erhält. Wach Aufsetzen des Schwingungsaufnehmers mit der Prüfkraft F₂ auf den Außenring erfolgt die eigentliche Prüfung und anschließend das Absetzen des Schwingungsaufnehmers. Nach dem Zurückziehen der Druckscheibe wird das Lager ausgestoßen. Analoger Ablauf erfolgt auch bei manuellem Betrieb von Vorrichtungen für geringe Lagerstückzahlen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt gegenüber bisher bekannten Lösungen folgende wesentliche Vorteile:

- Die Antriebsspindel ist ohne Dornaufnahme für den Innenring ausgeführt, wodurch die Laufungenauigkeit der Antriebsspindel keinen Einfluß auf das Prüfergebnis mehr hat. Ebenfalls haben Laufungenauigkeiten zwischen Rollbahn und Bohrung des Innenringes keinen Einfluß mehr.

- Durch den Wegfall des Aufnahmedornes ist eine sichere Punktion der Rotation des Innenringes gewährleistet.

- Die Möglichkeiten für die Automatisierung der Zu- und Abführung der Wälzlager werden wesentlich verbessert. ,

- Für die Wartung der Prüfgeräte und Automaten werden erhebliche Kosten gespart durch den Wegfall der Aufnahmedorne und deren Aufbereitung wegen Verschleißes.

- Es ist kein Stillsetzen der Antriebsspindel erforderlich, da praktisch kein Verschleiß der Antriebselemente für

- den Innenring auftritt, wodurch sich eine vereinfachte Steuerung der Prüfgeräte oder Automaten ergibt.

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung.

Die Vorrichtung besteht aus der Antriebswelle 1 (Fig. 1), daran befestigter Anlagescheibe 2, Auflagestützen 3, auf denen das Lager mit dem Außenring 5 unter dem Spreiz-

Winkel et 8 aufliegt, und Druckscheibe 4» die mittels Paßfeder 11 gegen Verdrehung gesichert, aber axial verschiebbar ist.

Gemäß Fig. 2 ist die horizontale Achse des Innenringes 6 gegenüber der Achse der Antriebswelle 1 radial versetzt mit den Koordinaten X und Y# Der Spreizwinkel eC 8 ist durch ein in bekannter Weise, z. B. aus dem ganzen gefertigtes Teil, mit den Auflagestützen 3 gegeben. Die Andrückkraft F₁ 9 der Druckscheibe 4 auf den Außenring 5 ist durch an sich bekannte Mittel erzeugt. Der Innenring 6 wird durch die axiale Andrückung des Kugellagers gegen die Anlagescheibe 2 durch Kraftschluß (Reibschluß) auf Prüfdrehzahl ge-

-ι .

bracht und gegenüber dem ebenfalls durch Reibschluß festgehaltenen Außenring 5 mit der Andrückkraft F.. 9 axial belastet.

Ein Schwingungstaster ist während der eigentlichen Prüfzeit mit der radial in Richtung der Winkelhalbierenden des Spreizwinkels oC 8 auf die Auflagestützen 3 gerichtete Prüfkraft F₀ 10:auf den Außenring 5 aufgesetzt.

Claims

' - - , ' . ' - 8 - Erfindungsanspruchj

1. Wälzlageraufnahmevorrichtung mit Innenringantrieb, insbesondere für Prüfeinrichtungen zur Geräuschprüfung mit axialer Belastung Unter Verwendung an sich bekannter An- und Auflageelemente, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Wälzlager auf zwei Auflagestützen (3) zentriert ist,

2. Vorrichtung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Andrückkraft P₁ (9) mittels Druckscheibe (4) über den Außenring (5) und den Kugelsatz (7) der Innenring (6) gegen eine rotierende Anlagescheibe (2) angedrückt ist.

3. Vorrichtung nach Pkt. 1 und 2, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η et, daß der Innenring (6) mit dem Kugelsatz (7) durch eine Antriebswelle (1) mit Anlagescheil>e (2) relativ zum durch die Druckscheibe (4) festgehaltenen Außenring (5) angetrieben ist.

4. Vorrichtung nach Pkt. 1, 2 und 3» dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß der Außenring (5) und damit das Wälzlager mit seiner Mittelachse gegenüber der Mittelachse der Antriebswelle (1) um den Betrag der Koordinaten X, Y versetzbar ist, wodurch in an sich bekannter Weise eine Kraftkomponente in Richtung der Winkelhalbierenden des Spreizwinkels et (8), auf die Auflagestützen (3) gerichtet, entsteht.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen