DE10004419A1 - Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollenlagerung und Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenlagerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft zum einen eine Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollenlagerung, welche zwei koaxial zu einer geometrischen Längsachse angeordnete Kegelrollenlager umfaßt, die in O-Anordnung zueinander stehen. DOLLAR A Die Erfindung betrifft zum anderen ein Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenlagerung einer Welle. DOLLAR A Um eine Meßvorrichtung und ein Verfahren unter Verwendung dieser Meßvorrichtung zu schaffen, welche bei einer vereinfachten Serienmontage von angestellten Kegelrollenlagerungen eine geringe Streubreite der Vorspannungen ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die die Kegelrollenlagerung sowohl axial als auch radial vermißt. Weiterhin wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der axiale Versatz einer Kegelrollenlagerung infolge radialer Überdeckungen berücksichtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 eine Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollen­ lagerung und gemäß dem Oberbegriff des abhängigen Patentan­ spruchs 3 ein Verfahren zur Herstellung einer angestellten Ke­ gelrollenlagerung einer Welle, bei welchem eine Meßvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 Verwendung findet.

Eine solche Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollenla­ gerung ist bereits aus Hampp, W.: Wälzlagerungen: Springer- Verl., 1971, S. 153 bis 154, Abb. 186a) und S. 142 bis 144 be­ kannt.

Besagte Schrift zeigt eine Welle, welche mittels einer ange­ stellten Kegelrollenlagerung in O-Anordnung um eine Längsachse drehbar gegenüber einem Gehäuseteil gelagert ist. Die Kegelrol­ lenlagerung in O-Anordnung ist dabei axial zwischen einem Wel­ lenabsatz und einer Mutter angeordnet. Die Mutter ist mit der Welle an deren einem Ende verschraubt. Der Anstellweg zwischen den beiden Lagerinnenringen ist maßgeblich durch die axiale Länge von zwei Paßscheiben und einer Distanzbüchse bestimmt, welche axial zwischen den beiden Lagerinnenringen angeordnet sind.

Diese Schrift offenbart weiterhin, daß der Anstellweg einge­ stellt werden kann, indem Paßscheiben schrittweise entfernt werden. Als weitere Möglichkeiten zum Einstellen des Anstellwe­ ges ist zum einen aufgezeigt, die Distanzbüchsen zu kürzen. Zum anderen ist das Weiterdrehen von Muttern oder Gewinderingen aufgezeigt.

Zur Ermittlung des Anstellweges wird vorgeschlagen die axiale Federung mittels einer hydraulischen Vorrichtung zu ermitteln, welche bei montierter Welle eine Vorspannkraft abwechselnd in der einen und der anderen Richtung aufbringt.

Nachteilhaft an dieser angestellten Kegelrollenlagerung einer Welle und an dieser Meßvorrichtung des Anstellweges ist, daß die Kegelrollenlagerung nach Montage mit der Welle erneut de­ montiert werden muß. Dieser Nachteil ergibt sich, da die Di­ stanzbüchse nur im demontierten Zustand gekürzt werden kann bzw. die Paßscheiben herausgenommen werden können.

Die aufgeführte Schrift führt zur Vereinfachung der Serienmon­ tage von angestellten Lagern eine Meßvorrichtung an, mittels der sämtliche maßgebenden Längen-Istmaße vor der Montage der Kegelrollenlagerung ermittelbar sind. Näheres zur gegenständli­ chen Ausgestaltung der Meßvorrichtung ist nicht offenbart.

Weiterhin offenbart besagte Schrift die Anstellung mit Hilfe des Reibmoments.

Ferner ist aus der FEINGERÄTETECHNIK, 22. Heft 3,1973, Seite 142 eine Meßvorrichtung für das Axialspiel einer Radial- Rillenkugellagerung und aus der ant "Antriebstechnik" 16 (1997) Nr. 10, Seite 558 eine Verfahren zur Einstellung der Vorspan­ nung für eine Kegelrollenlagerpaarung bekannt. Mittels dieser beiden Meßvorrichtung werden die Kegelrollenlagerungen aus­ schließlich in axialer Richtung vermessen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung und ein Ver­ fahren unter Verwendung dieser Meßvorrichtung zu schaffen, wel­ che bei einer vereinfachten Serienmontage von angestellten Ke­ gelrollenlagerungen eine geringe Streubreite der Vorspannungen ermöglichen.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen vom Vorrichtungsanspruch 1 bzw. dem ab­ hängigen Verfahrensanspruch 3 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 besteht darin, daß mittels einer Meßvorrichtung der Axialabstand zwischen den Lagerinnenringen der Kegelrollenlager im vorgespannten Zustand unmittelbar meßbar ist, wobei Aufnahmedorne die Lagerinnenringe der Kegelrollenlager aufnehmen und gegeneinander mit der Vor­ spannkraft verspannen.

Da zum rationellen Betrieb der Meßvorrichtung und zum schnellen Wechsel der auszumessenden Kegelrollenlagerungen die Aufnahme­ dorne in vorteilhafter Weise mit Spiel bis Haftsitz in den La­ gerinnenringen geführt sind, wohingegen der Lagerinnenring bei aufgenommener Welle infolge eines Preßsitzes aufgeweitet ist, ergibt sich bei der unmittelbaren Messung des gemessenen Axial­ abstandes eine Differenz gegenüber einem wirklich benötigtem Axialabstand zwischen den Lagerinnenringen bei eingebauter Wel­ le. Diese Differenz ergibt sich nach der durch den Presssitz- bzw. die Überdeckung - bedingten Aufweitung des Lagerinnenrin­ ges, welche infolge des Lagerlaufbahnwinkels eine axiale Verla­ gerung des Lagerinnenringes in die von der O-Anordnung weg wei­ senden Richtung bewirkt. Da mittels der erfindungsgemäßen Mes­ seinrichtung der Radialabstand der Innenseite des zum Presssitz vorbestimmten Lagerinnenringes zu der geometrischen Längsachse ermittelbar ist, kann in Kenntnis des Wellendurchmessers die Überdeckung ermittelt und aus dieser in Kenntnis des Lagerlauf­ bahnwinkels die axiale Verlagerung des Lagerinnenringes errech­ net werden. Diese axiale Verlagerung kann somit in besonders vorteilhafter Weise bei der Anstellung der Kegelrollenlagerung bei eingebauter Welle - d. h. der Festlegung des wirklich benö­ tigten Axialabstandes zwischen den Lagerinnenringen - berück­ sichtigt werden.

Dieser wirklich benötigte Axialabstand der beiden Lagerinnen­ ringe bei eingebauter Welle wird bei dem Verfahren gemäß Pa­ tentanspruch 3 in vorteilhafter Weise mittels einer Distanzie­ rungseinrichtung festgelgt und ergibt sich aus der Summe des gemessenen Axialabstandes und der axialen Verlagerung. In dem Fall, daß nur ein Lagerinnenring Pressitz aufweist addiert sich demzufolge nur eine axiale Verlagerung, wohingegen sich zwei axiale Verlagerungen addieren, wenn beide Lagerinnenringe der Kegelrollenlagerung mit Presssitz gegenüber der Welle fixiert sind.

Patentanspruch 4 sieht eine stufenlos festlegbare Distanzie­ rungseinrichtung vor, die gegenüber gestuften Distanzierungs­ einrichtungen, wie beispielsweise kombinierbare Distanzschei­ ben/-büchsen verschiedener Dicke, den Vorteil einer höheren Ge­ nauigkeit der Anstellung aufweisen. Bedingt durch die höhere Genauigkeit ist der Vorteil geringerer Reibungsverluste. Im Fall der Verwendung der Meßvorrichtung für das Ausmessen einer Ritzelwellenlagerung eines Hinterachsgetriebes lassen sich durch die erhöhte Genauigkeit der Anstellung auch Vorteile hin­ sichtlich der unerwünschten Verlagerung des Zahneingriffs der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung unter Betriebslast erzielen.

Als vorteilhaft erweist sich die Verwendung der Erfindung im Zusammenhang mit Hinterachsgetrieben von Kraftfahrzeugen. Die Teilung des Getriebegehäuses gemäß Patentanspruch 5 ermöglicht dabei in besonders vorteilhafter Weise die Einspannung der Ke­ gelrollenlagerung in die Meßvorrichtung.

Insbesondere bei einem solchen Hinterachsgetriebe ermöglicht die im erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findende Anstel­ lung auf Grund des Anstellweges gegenüber einer gängigen An­ stellung mit Hilfe des Reibmoments in vorteilhafter Weise einen Wechsel eines üblicherweise im Bereich des Lagerflansches ange­ ordneten Radialwellendichtringes, ohne die Vorspannkraft der Kegelrollenlagerung zu ändern. Das Beibehalten der Vorspann­ kraft ist dabei ermöglicht, da die Distanzierungseinrichtung, welche maßgeblich die Vorspannkraft bestimmt, nach der Demonta­ ge und Montage der Kegelrollenlagerung stets den gleichen tat­ sächlich benötigten Axialabstand zwischen den Lagerinnenringen im vorgespannten Zustand gewährleistet.

Gegenüber einer Anstellung mit Hilfe des Reibmoments erleich­ tert die erfindungsgemäße Anstellung mit einer stufenlos fest­ legbaren Distanzierungseinrichtung in vorteilhafter Weise die Verwendung von Leichtlauflagern. Dieser Vorteil wird erzielt, da die Anstellung der Kegelrollenlagerung mit Hilfe der stufen­ los verstellbaren Distanzhülse unabhängig vom relativ kleinen Reibmoment von Leichtlauflagern ist. Diese Leichtlauflager bringen bei der Verwendung im Hinterachsgetriebe des Kraftfahr­ zeuges weitere Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches mit sich.

Der Patentanspruch 5 sieht zur Erzielung einer stufenlosen Ver­ stellbarkeit der Distanzbüchse eine Teilung in zwei Hülsen vor.

Der Patentanspruch 6 zeigt eine besonders kostengünstige Mög­ lichkeit zur Fixierung einer stufenlos festlegbaren Distanzie­ rungseinrichtung.

Der Patentansprüche 7 zeigt eine besonders leicht einzustellen­ de Distanzierungseinrichtung. Diese läßt in vorteilhafter Weise eine besonders genaue stufenlose Einstellung des Anstellweges bzw. des wirklich benötigten Axialabstandes zu.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung her­ vor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von acht in der Zeichnung dargestellten Figuren näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt entlang einer Längsachse einer Ritzelwel­ lenlagerung eines Hinterachsgetriebes, die unter anderem eine Distanzbüchse umfaßt,

Fig. 2 eine Meßvorrichtung zur Messung eines Axialabstandes und eines Radialabstandes der Innenseite eines Lagerinnenringes zu einer Längsachse in einer geschnittenen Darstellung,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltungsform einer Distanzbüchse in einem Schnitt entlang deren Längsachse,

Fig. 4 einen Schnitt entlang einer Längsachse einer weiteren Ritzelwellenlagerung eines Hinterachsgetriebes, bei der sich die Anstellung mittels eines Kreiskeil-Klemmringes herstellen läßt,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Ritzelwelle von Fig. 4 mit einem auf ihr angeordneten Kreiskeil-Klemmring in der Ebene V-V von Fig. 4 gesehen,

Fig. 6 eine bezüglich Fig. 5 entgegengesetzte Stirnansicht des Kreiskeil-Klemmrings,

Fig. 7 einen Längsschnitt des Kreiskeil-Klemmrings, längs der Ebene VII-VII von Fig. 6 und

Fig. 8 einen abgebrochenen Längsschnitt der Ritzelwelle und des Kreiskeil-Klemmrings von Fig. 4 in einer anderen Ausführungs­ form.

Fig. 1 zeigt eine Ritzelwellenlagerung eines Hinterachsgetrie­ bes 1. Die Ritzelwellenlagerung umfaßt dabei eine Ritzelwelle 2, die mittels einer angestellten Kegelrollenlagerung in O- Anordnung um eine Längsachse 3 drehbar gegenüber einem nur teilweise dargestellten Getriebegehäuse des Hinterachsgetriebes 1 gelagert ist. Von diesem Getriebegehäuse ist in der Zeichnung nur eine Gehäuseglocke 4 ersichtlich. Die Kegelrollenlagerung in O-Anordnung ist dabei zwischen einem Ritzelkopf 5 und einem Anschlußflansch 6 axial vorgespannt. Dazu ist der Anschluß­ flansch 6 mittels einer Keilwellenverzahnung axial verschieb­ lich bezüglich der Ritzelwelle 2 und eine Mutter 71 schraubbe­ weglich gegenüber der Ritzelwelle 2 an deren gehäuseäußerem En­ de angeordnet. Die Größe der Vorspannung ist maßgeblich durch die axiale Gesamtlänge 27 einer stufenlos einstellbaren Di­ stanzbüchse 7 bestimmt.

Im folgenden wird die axial auf den Ritzelkopf 5 weisende Rich­ tung als ritzelkopfseitig und die axial auf den Anschlußflansch 6 weisende Richtung als flanschseitig bezeichnet.

Die Kegelrollenlagerung umfaßt ein ritzelkopfseitiges Kegelrol­ lenlager 9 und ein flanschseitiges Kegelrollenlager 8. Die bei­ den Kegelrollenlager 8, 9 umfassen jeweils einen Lageraußenring 19 bzw. 20, einen Lagerinnenring 15 bzw. 10 und einen Kegelrol­ lenkäfig 51 bzw. 52.

Der Lagerinnenring 10 des ritzelkopfseitigen Kegelrollenlagers 9 ist axial zwischen dem als verzahntes Kegelrad ausgestalteten Ritzelkopf 5 und der Distanzbüchse 7 verspannt. Dazu weist der Lagerinnenring 10 ritzelkopfseitig eine Stirnfläche 11 auf, die sich an einem Absatz 12 des Ritzelkopfes 5 abstützt. Weiterhin weist der Lagerinnenring 10 flanschseitig eine Stirnfläche 13 auf, die sich an einer ritzelkopfseitigen Stirnfläche 14 der Distanzbüchse 7 abstützt.

Der Lagerinnenring 15 des flanschseitigen Kegelrollenlagers 8 ist axial zwischen dem Anschlußflansch 6 und der Distanzbüchse 7 verspannt. Dazu weist der Lagerinnenring 15 flanschseitig ei­ ne Stirnfläche 16 auf, die sich an einer ritzelkopfseitigen Stirnfläche 17 des Anschlußflansches 6 abstützt. Weiterhin weist der Lagerinnenring 15 ritzelkopfseitig eine Stirnfläche 18 auf, die sich an einer flanschseitigen Stirnfläche 30 der Distanzbüchse 7 abstützt.

Die beiden Kegelrollenlager 8, 9 weisen die Lageraußenringe 19, 20 auf, die sich sowohl radial als auch axial in Lageraugen 21, 22 der Gehäuseglocke 4 abstützen. Axial stützen sich die La­ geraußenringe 19, 20 mit deren einander zugewandten Stirnflä­ chen 23, 24 jeweils an einem Absatz 25, 26 der Gehäuseglocke 4 ab.

Die stufenlos einstellbare Distanzbüchse 7 umfaßt zwei mitein­ ander verschraubte, koaxial zur Längsachse 3 angeordnete Gewin­ dehülsen 28 und 29. Die eine Gewindehülse 28 ist dabei radial innerhalb und axial versetzt bezüglich der anderen Gewindehülse 29 angeordnet. Dabei steht die radial innere Gewindehülse 28 dem Anschlußflansch 6 näher als die radial äußere Gewindehülse 29. Die radial innere Gewindehülse 28 nimmt die radial äußere Gewindehülse 29 mit Haftsitz 55 auf, wobei eine axiale Ver­ schiebung der beiden Gewindehülsen 28, 29 gegeneinander mittels eines Gewindes verhindert ist. Dieses Gewinde umfaßt ein Außen­ gewinde 31 an der radial inneren Gewindehülse 28 und ein Innen­ gewinde 32 an der radial äußeren Gewindehülse 29. Eine Verdre­ hung der beiden Gewindehülsen 28, 29 gegeneinander ist mittels eines speziellen Gewindeklebstoffes verhindert, der in Gewinde­ gänge des Gewindes eingebracht ist. Die Ritzelwelle 2 nimmt die radial innere Gewindehülse 28 mit einem Lossitz 56 auf, wohin­ gegen die radial äußere Gewindehülse 29 mit einem Preßsitz 57 aufgenommen ist.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Meßvorrichtung zur Ermittlung ei­ nes Anstellweges einer angestellten Kegelrollenlagerung gemäß Fig. 1 und die Bauteile des Hinterachsgetriebes 1, die für die Messung eines Axialabstandes 54 und eines radialen Abstandes 75 notwendig sind.

Diese Bauteile sind die Gehäuseglocke 4 und die beiden Kegel­ rollenlager 8, 9 im montierten Zustand.

Zum besseren Verständnis werden im folgenden analog zu Fig. 1 die Begriffe ritzelkopfseitig und flanschseitig weiter verwen­ det, obwohl die Ritzelwelle 2 und der Anschlußflansch 6 für die Messung des Axialabstandes 54 und des radialen Abstandes 75 nicht benötigt werden.

Die Meßvorrichtung umfaßt zwei Aufnahmedorne 34, 35 die mittels einer axialen Kraft 40 bzw. deren Reaktionskraft 41 die Kegel­ rollenlager 8, 9 axial gegeneinander verspannen. Dazu weisen die beiden Aufnahmedorne 34, 35 jeweils einen Absatz 36, 37 auf, der sich axial an den von der O-Anordnung wegweisenden Stirnflächen 11, 16 der Lagerinnenringe 15, 10 abstützt.

Die beiden Aufnahmedorne 34, 35 sind dabei rotationssymmetrisch zu einer Längsachse 42, die deckungsgleich mit der Wellenlängs­ achse 3 der Ritzelwelle 2 gemäß Fig. 1, d. h. im eingebauten Zu­ stand, ist. Die Aufnahmedorne 34, 35 weisen an deren einander zugewandten Enden 49 bzw. 50 jeweils einen rotationssymmetri­ schen Führungszapfen 47 bzw. 48 auf, der mit Spiel innerhalb des betreffenden Lagerinnenringes 15 bzw. 10 aufgenommen ist. Die beiden Führungszapfen 47, 48 durchsetzen den jeweiligen La­ gerinnenring 15 bzw. 10 nur zu einem geringen Teil, so daß die Lagerinnenringe 15, 10 den jeweiligen Führungszapfen 47, 48 axial mit einem Überhang 72, 73 überragen. Die Führungszapfen 47, 48 sind an deren einander zugewandten Enden 43, 44 jeweils mit einer Fase 45, 46 versehen.

Innerhalb des hohlen Aufnahmedornes 35 und parallel zur Längs­ achse 42 erstreckt sich ein Meßfühler 53. Dieser Meßfühler 53 ist in der Zeichnung in zwei weiteren Stellungen 53' und 53" gestrichelt dargestellt. Unter anderem um die beiden darge­ stellten Stellungen 53' und 53" zu erreichen, ist der Meßfüh­ ler 53 sowohl quer zur Längsachse 42 als auch axial bezüglich dieser verfahrbar.

Im folgenden wird die Serienmontage bzw. die Anstellung der Ritzelwellenlagerung aus einer demontierten Ausgangssituation dargestellt.

Als erstes werden die Lageraußenringe 20, 19 der Kegelrollenla­ ger in die Lageraugen 21, 22 der Gehäuseglocke 4 eingepreßt. Anschließend werden die Kegelrollenkäfige 52, 51 und die beiden Lagerinnenringe 10, 15 montiert und die Gehäuseglocke 4 wird zwischen den beiden Aufnahmedornen 34, 35 verspannt. Dabei wer­ den die beiden Führungszapfen 47, 48 der Aufnahmedorne 34, 35 axial innerhalb des jeweiligen Lagerinnenringes 10 bzw. 15 ein­ geführt. Zur Vereinfachung dieses Einführens weisen die Füh­ rungszapfen 47, 48 an deren Enden 43, 44 die Fasen 45, 46 auf. Anschließend führen die beiden Aufnahmedorne 34, 35 relativ zur Gehäuseglocke 4 um die Längsachse 42 eine Rotationsbewegung aus, wobei die beiden Aufnahmedorne 34, 35 den gleichen Dreh­ sinn und zumindest näherungsweise die gleiche Drehzahl aufwei­ sen. Infolge dieser Rotationsbewegung der beiden Aufnahmedorne 34, 35 werden die Lagerrollen der Kegelrollenkäfige 51 bzw. 52 ausgerichtet. Dabei wird in die Kegelrollenlagerung die axiale Kraft 40 eingeleitet, die der Vorspannung der angestellten Ke­ gelrollenlagerung entspricht.

Der Meßfühler 53 wird nacheinander auf die beiden einander zu­ gewandten Stirnflächen 18, 13 der Lagerinnenringe 15, 10 ver­ fahren. Somit läßt sich mittels einer nicht näher dargestell­ ten, am gehäuseäußeren Ende des Meßfühlers 53 angeordneten Meß­ apparatur der Axialabstand 54 dieser Stirnflächen 18, 13 zuein­ ander messen.

Im Anschluß wird der Meßfühler 53 an die Innenseite des flanschseitigen Lagerinnenringes 15 im Bereich des Überhanges 73 in die Stellung 53" verfahren und mittels der Meßapparatur der Radialabstand 75 der Innenseite dieses Lagerinnenringes 15 zu der geometrischen Längsachse 42 bzw. der sich aus diesem Ra­ dialabstand 75 ergebene Innendurchmesser des flanschseitigen Lagerinnenringes 15 ermittelt.

In gleicher Weise wird ein nicht mit Bezugsziffern versehener Radialabstand der Innenseite des ritzelkopfseitigen Lagerinnen­ ringes 10 zu der geometrischen Längsachse 42 bzw. der sich aus diesem Radialabstand ergebene Innendurchmesser des ritzelkopf­ seitigen Lagerinnenringes 10 ermittelt. Dabei wird der Meßfüh­ ler 53 im Bereich des Überhanges 72 mit dem Lagerinnenring 10 in Kontakt gebracht.

In Kenntnis des jeweiligen Radialabstandes, welcher gleich dem jeweilig halben Innendurchmesser ist, läßt sich die axiale Ver­ lagerung L sowohl des flanschseitigen als auch des ritzelkopf­ seitigen Lagerinnenringes wie folgt bestimmen:

wobei
α der Lagerlaufbahnwinkel - d. h. der zwischen der Lagerlauf­ bahn und der Längsachse 3 bzw. 42 eingeschlossene Winkel - und
Ü_a die durch die Überdeckung des Lagerinnenringes bedingte Aufweitung der Lagerlaufbahn bezogen auf den gesamten Lagerin­ nenring, wobei zur Anwendung des Tangenssatzes nur die halbe Überdeckung

angesetzt wird
ist.

Dabei läßt sich die Aufweitung Ü_a der Lagerlaufbahn in Kennt­ nis der Überdeckung der Lagerinnenringes mit der Welle aus den geometrischen Verhältnissen des Lagerinnenringes herleiten.

Die beiden Gewindehülsen 28, 29 der Distanzbüchse 7 werden nun gegeneinander verschraubt, bis sich für deren Gesamtlänge 27 die Summe aus dem Axialabstand 54 und einer axialen Verlagerung L_a des flanschseitigen Lagerinnenringes 15 und der axiale Ver­ lagerung L_r des ritzelkopfseitigen Lagerinnenringes 10 ein­ stellt.

D. h. Gesamtlänge 27 = gemessener Axialabstand 54 + L_a + L_r

Innerhalb der Gewindegänge der Distanzbüchse 7 ist ein Gewinde­ klebstoff, der anschließend aushärtet.

Nach der Messung des Axialabstandes 54 und des Radialabstandes 75 mittels der Meßvorrichtung werden die Aufnahmedorne 34, 35 in die axial voneinander weg weisende Richtung verfahren und die Gehäuseglocke 4 aus der Meßvorrichtung entnommen.

Im folgenden wird die Ritzelwellenlagerung des Hinterachsge­ triebes 1 montiert. Dazu wird als erstes der Lagerinnenring 10 des ritzelkopfseitigen Kegelrollenlagers 9 und anschließend die Distanzbüchse 7 auf Preßsitz mit der Ritzelwelle 2 geschoben. Anschließend wird die Ritzelwelle 2 bei montiertem Kegelrollen­ käfig 52 innerhalb der Gehäuseglocke eingeführt. Daraufhin wird der Lagerinnenring 15 des flanschseitigen Kegelrollenlagers 8 auf Preßsitz mit der Ritzelwelle 2 geschoben, bis dessen Stirn­ fläche 18 an der flanschseitigen Stirnfläche 30 der Distanzhül­ se 7 anliegt. Im Anschluß wird die Keilwellenverbindung zwi­ schen dem Anschlußflansch 6 und der Ritzelwelle 2 hergestellt. Als letzter Schritt wird die Mutter 71 mit der Ritzelwelle 2 verschraubt und festgezogen.

Fig. 3 zeigt eine Distanzbüchse 58 in einer weiteren Ausgestal­ tungsform.

Eine axiale Gesamtlänge 65 dieser Distanzbüchse 58 ist stufen­ los einstellbar. Die Distanzbüchse 58 umfaßt zwei miteinander verstemmte, koaxial zu einer Längsachse 59 angeordnete Hülsen 60 und 61. Die eine Hülse 60 ist dabei radial innerhalb und axial versetzt bezüglich der anderen Hülse 61 angeordnet. Die radial innere Hülse 60 nimmt die radial äußere Hülse 61 mit Haftsitz auf, wobei eine axiale Verkürzung der Gesamtlänge 65 der Distanzbüchse 58 mittels einer Verstemmung 62 verhindert ist. Die Verstemmung 62 umfaßt einerseits einen ersten ringför­ migen Ansatz 63, der einteilig mit der radial äußeren Hülse 61 ausgeführt ist und sich axial in der von dieser wegweisenden Richtung erstreckt. Zum anderen umfaßt die Verstemmung 62 einen zweiten ringförmigen Ansatz 66, der einteilig mit der radial inneren Hülse 60 ausgeführt ist und sich in der radial von die­ ser nach Außen weisenden Richtung erstreckt.

Die radial äußere Hülse 61 weist eine Umfangsnut 67 auf, die eine Verengung 68 an dem axialen Ansatz 63 der Hülse bildet. Infolge dieser Verengung 68 ist der axiale Ansatz 63 vornehm­ lich radial nach innen plastisch verformbar. Dieser axiale An­ satz 63 weist eine erste angeschrägte Stirnfläche 69 auf.

Im unverformten Zustand der Verengung 68 ist parallel und beab­ standet zu dieser ersten angeschrägten Stirnfläche 69 am radia­ len Ansatz 66 eine zweite angeschrägte Stirnfläche 70 angeord­ net.

Ebenso wie im ersten Ausgestaltungsbeispiel nimmt eine nicht näher dargestellte Ritzelwelle die radial innere Hülse 60 mit einem Lossitz auf, wohingegen die radial äußere Hülse 61 mit einem Preßsitz aufgenommen ist.

Weiteren Ausgestaltungsformen zur axialen Festlegung der beiden Hülsen einander gegenüber sind denkbar. Neben verschiedenen Um­ formungstechniken, wie beispielsweise dem Einrollen, ist auch das Verschweißen eine Möglichkeit. Dabei sind insbesondere sol­ che Schweißverfahren zu bevorzugen, bei denen der Wärmeeintrag gering ist.

Zur genauen Einstellung der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung ist es möglich, axial zwischen dem Absatz 12 des Ritzelkopfes 5 bzw. dem Ritzelkopf 5 selbst und dem Lagerinnenring 10 eine Di­ stanzscheibe einzusetzen.

Auch andere Ausgestaltung des Meßfühlers sind möglich. Bei­ spielsweise kann der Meßfühler zwei Meßschenkel umfassen, wobei jeder Meßschenkel ausschließlich einen der beiden Lagerinnen­ ringe anfährt.

Bei dem Meßverfahren kann die Reihenfolge der Meßschritte be­ liebig gewählt werden. Das Ausmessen des Wellendurchmessers er­ folgt beispielsweise bereits bei der Herstellung der Welle.

Die in Fig. 4 bis 8 dargestellte Lageranordnung enthält zwei in O-Anordnung koaxial zur Längsachse 102 einer Welle 104 angeord­ nete, gegeneinander angestellte Kegelrollenlager 106 und 108. Ihre Lagerinnenringe 106-1 und 108-1 haben auf ihren voneinan­ der abgewandten Seiten je eine Lagerinnenring-Stirnfläche 110 bzw. 112, über welche sie an gegeneinander zeigenden Wellen- Stützflächen 111 bzw. 113 der Welle 104 abgestützt sind.

Die eine Wellen-Stützfläche 111 ist an der Rückseite eines Ke­ gelzahnrades 116 gebildet, welches zusammen mit der Welle 104 eine einstückige Ritzelwelle bildet und Teil eines Achsgetrie­ bes 118, beispielsweise eines Hinterachsgetriebes, eines Kraft­ fahrzeuges ist.

Die andere Wellen-Stirnfläche 113 ist nicht von der Welle 104 selbst gebildet, sondern entweder indirekt über eine Zwischen­ lage oder direkt durch eine Stirnfläche eines Flansches 120, welcher über eine Kupplungsverzahnung 122 mit der Welle 104 drehfest verbunden, jedoch auf ihr axial verschiebbar ist und durch eine Gewindemutter 124 gegen die Innenring-Stirnfläche 112 des anderen Kegelrollenlagers 108 axial spannbar ist, wel­ ches von dem Kegelzahnrad 116 weiter entfernt ist als das eine Kegelrollenlager 106.

Die Außenringe 106-2 und 108-2 der beiden Kegelrollenlager 106 und 108 sind mit ihren gegeneinander zeigenden Außenring- Stirnflächen 126 bzw. 128 an voneinander weg zeigenden Gehäuse- Stützflächen 127 bzw. 129 eines Gehäuses 130 abgestützt, wel­ ches bei der dargestellten Ausführungsform das Getriebegehäuse des Achsgetriebes 118 ist. Stattdessen könnte auch ein eigenes Lagergehäuse vorgesehen sein.

Zwischen Lagerinnenring 106-1 bzw. 108-1 und Lageraußenring 106-2 bzw. 108-2 der beiden Kegelrollenlager 106 und 108 befin­ den sich jeweils deren Rollenkäfige 106-3 bzw. 106-4. Durch An­ ziehen der Gewindemutter 124 in Richtung zum Kegelzahnrad 116 hin können die beiden Kegelrollenlager 106 und 108 miteinander axial verspannt werden. Dabei drückt das Kegelzahnrad 116 des Innenrings 106-1 des einen Kegelrollenlagers 106 in Richtung der Lagerdrucklinien 106-5 und 106-6 axial-schräg gegen dessen Außenring 106-2 und der Flansch 120 drückt den Innenring 108-1 des anderen Kegelrollenlagers 108 in Richtung von dessen Druck­ linien 108-4 und 108-5 entgegengesetzt axial-schräg nach außen gegen dessen Außenring 108-2. Die beiden Außenringe 106-2 und 108-2 werden in diesen einander entgegensetzten Richtungen an den Gehäuse-Stützflächen 127 bzw. 129 abgestützt.

Die erforderliche extreme genaue Einstellung der Anstellung bzw. Vorspannung kann dadurch erreicht werden, daß der für die gewünschte Einstellung erforderliche wirklich benötigte Axial­ abstand 132 der Lagernnenringe 106-1 und 108-1 der beiden Ke­ gelrollenlager bereits vor der Montage der Lageranordnung mit­ tels der in Fig. 2 gezeigten Meßvorrichtung vorbestimmt wird und dann durch eine Distanzierungseinrichtung eine axiale Annä­ herung der beiden Innenringe 106-1 und 108-1 nur soweit erlaubt ist, bis der vorbestimmte wirklich benötigte Axialabstand 132 erreicht ist.

Gemäß der Erfindung ist als Distanzierungseinrichtung ein Kreiskeil-Klemmring 140 auf der Welle 104 zwischen den beiden Kegelrollenlagern 106 und 108 angeordnet und auf der Welle 104 in Drehrichtung und in Axialrichtung unbeweglich derart befe­ stigt, daß er die axiale Annäherung des Innenringes 108-1 des Kegelrollenlagers 108, welches vom Kegelzahnrad 116 weiter ent­ fernt ist, an den Innenring 106-1 des dem Kegelzahnrad 116 nä­ her gelegenen Kegelrollenlagers auf den tatsächlich benötigten Axialabstand 132 begrenzt. Hierzu weist der Kreiskeil-Klemmring 140 auf seiner Stirnseite, welche in Richtung von dem, dem Ke­ gelzahnrad 116 näher gelegenen einen Kegelrollenlager 106 weg in Richtung zu dem weiter entfernt angeordneten anderen Kegel­ rollenlager 108 zeigt, eine stirnseitige Anschlagfläche 142 auf, an welcher eine Lagerinnenring-Stirnfläche 144 des Lage­ rinnenrings 108-1 dieses anderen Kegelrollenlagers 108 axial abgestützt ist. Dieser Innenring 108-1 kann an der Anschlagflä­ che 142 des Klemmringes 140 direkt oder über ein Distanzstück anliegen. Vorzugsweise liegt dieser Innenring 108-1 an der An­ schlagfläche 142 des Klemmringes 140 direkt an. In diesem Falle entspricht der tatsächlich benötigte Axialabstand 132 der bei­ den Innenringe 106-1 und 108-1 voneinander dem Abstand der An­ schlagfläche 142 des Klemmrings 140 von dem Innenring 106-1 des einen Kegelrollenlagers 106, dessen Lagerinnenring 106-1 über das Kegelzahnrad 116 an der Welle 104 axial abgestützt ist.

Dadurch kann vor der Montage der Lageranordnung der für die ge­ wünschte Lageranstellung erforderliche tatsächliche Axialab­ stand 132 der Anschlagfläche 142 des Klemmringes 140 durch das zuvor beschriebene Meßverfahren ermittelt werden und der Klemm­ ring 140 dann auf der Welle 104 an einer axialen Stelle an der Welle 104 befestigt werden, an welcher seine Anschlagfläche 142 den Axialenabstand 132 der beiden Innenringe 108-1 und 108-2 voneinander ergibt.

Der Kreiskeil-Klemmring 140 ist im unmontierten Zustand auf der Welle 104 axial verschiebbar. Der Kreiskeil-Klemmring 140 hat gemäß Fig. 5 bis 7 an seinem Innenumfang mindestens zwei, bei­ spielsweise drei Kreiskeil-Klemmflächen 140-1, 140-2 und 140-3. Die Welle 104 hat dazu eine gleiche Anzahl von entsprechenden Gegen-Kreiskeil-Klemmflächen 104-1, 104-2, und 104-3. Die Kreiskeil-Klemmflächen des Klemmringes 140 sind radial nach in­ nen und die Kreiskeil-Klemmflächen der Welle 104 sind radial nach außen gerichtet und derart ausgebildet, daß die Kreiskeil- Klemmflächen des Klemmringes 140 auf den Kreiskeil-Klemmflächen der Welle 104 durch Drehen relativ zueinander miteinander ver­ klemmen und selbsthemmend werden. Zum Drehverspannen des Klemm­ ringes 140 auf der Welle 104 kann er an seinem Außenumfang nach Art einer Gewindemutter mit einer Vielzahl von zueinander pa­ rallelen Schlüsselflächen 142 versehen sein, an welchen ein Ga­ belschlüssel oder eine Zange angreifen kann. Damit ist der Klemmring 140 mit der Welle 104 drehfest und axial fest verbun­ den.

Damit der Kreiskeil-Klemmring 140 auch nach langer Betriebszeit auf der Welle 104 axial nicht verschoben wird durch die von der Gewindemutter 104 auf die Kegelrollenlager 106 und 108 ausgeüb­ te Lagervorspannung und durch Betriebskräfte, ist der Klemmring 140 zusätzlich zu den Kreiskeil-Klemmflächen durch ein weiteres Fixiermittel mit der Welle 104 axial unbewegbar verbunden. Die­ ses Fixiermittel kann ein Querstift oder ein in eine Wellennut eingesetzter Sicherungsring oder ein ähnliches Element sein, enthält jedoch gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung einen mit dem Klemmring einteiligen hülsenartigen Vor­ sprung 150, welcher radial, vorzugsweise kalt, verformbar ist zur Bildung einer axial spielfreien Verbindung mit der Welle 104. Beim Aufsetzen des Klemmrings 40 auf die Kreiskeil- Klemmflächen 104-1, 104-2 und 104-3 der Welle 104 ragt der hül­ senartige Vorsprung 150 über in Längsrichtung zeigende Ein­ griffsflächen der Welle 104. Nachdem der Klemmring 140 mit sei­ nen Kreiskeil-Klemmflächen auf den Kreiskeil-Klemmflächen der Welle 104 verdreht und dadurch festgeklemmt wurde, wird der hülsenartige Vorsprung 150 radial derart verformt, daß er an den Eingriffsflächen der Welle 104 in Eingriff kommt und da­ durch den Klemmring 140 auf der Welle 104 in Wellenlängsrich­ tung festhält.

Gemäß der Ausführungsform von Fig. 4 können die Eingriffsflä­ chen der Welle 104 durch eine Wellen-Umfangsrippe 152 gebildet sein, über welche hinweg der hülsenartige Vorsprung 150 radial nach innen verformt wird, so daß er die Ringrippe auf beiden axialen Stirnseiten spielfrei umgreift.

Gemäß der in Fig. 8 gezeigten weiteren Ausführungsform können die Eingriffsflächen der Welle 104 durch eine in ihr gebildete Umfangsnut 154 gebildet sein, in welche der hülsenförmige Vor­ sprung 150 radial hinein gepreßt wird und sich dadurch an bei­ den Stirnseiten dieser Umfangsnut 154 spielfrei abstützt. Das radiale Verformen des hülsenförmigen Vorsprunges 150 radial nach innen zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung mit der Welle 104 kann durch Rollieren, Walzen oder Verstemmen mit ent­ sprechenden Werkzeugen gebildet werden.

Die Ringrippe 152 und/oder die Ringnut 154 der Welle 104 der Fig. 4 und 8 erstreckt sich vorzugsweise um den gesamten Wel­ lenumfang, jedoch können auch nur Teilumfangsabschnitte vorge­ sehen sein.

Montage

Nach dem Aufpressen des Innenringes 106-1 des dem Kegelzahnrad 116 benachbarten einen Kegelrollenlagers 106 auf die Welle 104 wird der Kreiskeil-Klemmring 140 auf der Welle 104 in dem vor­ her durch das beschriebene Meßverfahren ermittelten und den axialen Versatz berücksichtigenden wirklich benötigten Axialab­ stand 132 seiner Anschlagfläche 142 vom Lagerinnenring 106-1 des einen Kegelrollenlagers 106 positioniert und dann verdreht, so daß er durch die Klemmwirkung zwischen den Klemmring- Kreiskeilflächen 140-1, 140-2 und 140-3 und den Wellen- Kreiskeilflächen 104-1, 104-2 und 104-3 auf der Welle 104 in der eingestellten Position gehalten wird.

Danach wird der hülsenförmige Vorsprung 150 des Klemmrings 140 bei der Ausführungsform von Fig. 4 durch Rollieren, Walzen oder Verstemmen über die Umfangsrippe 152 der Welle 104 formschlüs­ sig mit der Welle 104 verbunden, um ein Verschieben des Klemm­ rings 140 auf der Welle 104 durch die Axialkraft zu verhindern, welche durch die Vorspannung der Lageranordnung oder durch Kräfte während des Betriebes der Lageranordnung entstehen.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Variante wird der hülsenförmige Vorsprung 150 des Klemmrings 140 durch Walzen oder Verstemmen in die Umfangsnut 154 der Welle 104 hineingetrieben und dadurch ebenfalls ein Formschluß des Klemmrings 140 mit der Welle 104 hergestellt.

Die derart vormontierte Welle 104 wird in den Außenring 106-2 des einen Kegelrollenlagers 106, welches in dem Gehäuse 130 sitzt, eingeführt. Danach wird der Innenring 108-1 des anderen Kegelrollenlagers 108, welches von dem Kegelzahnrad 116 weiter entfernt ist als das eine Kegelrollenlager 106, von dem vom Ke­ gelzahnrad 116 entfernten Wellenende her auf die Welle 102 ge­ preßt und dabei an der Anschlagfläche 142 des Klemmrings 140 axial abgestützt.

Nach der Montage eines Dichtringes 160 in das Gehäuse 130 und dem Aufpressen des Flansches 120 auf die Welle 104 wird die An­ ordnung durch Aufschrauben der Gewindemutter 124 auf die Welle 104 mit der gewünschten Vorspannkraft in den Kegelrollenlagern 106 und 108 zusammengehalten.

Zwischen den sich aufeinander abstützenden Flächen können Di­ stanz- oder Dichtungselemente angeordnet sein.

Claims (7)

1. Meßvorrichtung für eine angestellte Kegelrollenlagerung, welche zwei koaxial zu einer geometrischen Längsachse (42) angeordnete Kegelrollenlager (8, 9) umfaßt, die in O- Anordnung zueinander stehen, wobei deren Lageraußenringe (19, 20) in die axial aufeinander weisende Richtung an einem Ge­ häuse (Gehäuseglocke 4) abgestützt sind, und die beiden Lage­ rinnenringe (15, 10) der Kegelrollenlager (8, 9) zwei einan­ der zugewandte Stirnflächen (18, 13) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Lagerinnenringe (15, 10) für die Aufnahme einer Welle mit Preßsitz vorbestimmt ist und daß die Meßvorrichtung zwei koaxial zueinander angeordnete Auf­ nahmedorne (34, 35) umfaßt, welche jeweils an dem einen der beiden Lagerinnenringe (15 bzw. 10) in die axial auf den an­ deren Lagerinnenring (15 bzw. 10) weisende Richtung abstütz­ bar und mit einer Kraft beaufschlagbar sind, wobei das Gehäu­ se (Gehäuseglocke 4) und die sich gegeneinander mit der be­ sagten Kraft abstützenden Aufnahmedorne (34, 35) relativ zu­ einander drehbar sind, und daß der eine Aufnahmedorn (34, 35) als Hohlwelle ausgestaltet ist, innerhalb welcher sich ein Meßfühler (53) erstreckt, mit welchem sowohl ein gemessener Axialabstand (54) zwischen den beiden Stirnflächen (18, 13) als auch ein Radialabstand der Innenseite des zum Preßsitz vorbestimmten Lagerinnenringes zu der geometrischen Längsach­ se (42) ermittelbar ist.

2. Meßvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (53) sowohl quer zur Längsachse (42) als auch axial entlang dieser verfahrbar ist, wobei die besagten Stirnflächen (13, 18) der Lagerinnenringe (15, 10) in einem Verfahrweg des Meßfühlers (53) angeordnet sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenla­ gerung einer Welle (2, 104), bei welchem in einem Wellen­ durchmessermeßschritt ein Wellendurchmesser der Welle (2, 104) gemessen und mittels einer Meßvorrichtung nach Patentan­ spruch 1

• - in einem Abstandmeßschritt besagter gemessener Axialabstand (54) und
• - in einem Radialmesschritt besagter Radialabstand

gemessen wird, sowie in einem Berechnungsschritt aus

• - dem Wellendurchmesser der Welle (2, 104),
• - besagtem Radialabstand,
• - einem Lagerlaufbahnwinkel (α) und
• - den sonstigen geometrischen Gegebenheiten

des zum Preßsitz vorbestimmten Lagerinnenringes (15 bzw. 10, 108-1 bzw. 106-1) eine axiale Verlagerung des zum Presssitz vorbestimmten Lagerinnenringes (15 bzw. 10, 108-1 bzw. 106-1) berechnet wird und
bei Einbau der Welle (2, 104) in das Gehäuse (Gehäuseglocke 4) ein wirklich benötigter Axialabstand (axiale Gesamtlänge 27, 132) der beiden Lagerinnenringe (15, 10, 108-1, 106-1) zueinander mittels einer in axialer Richtung verstellbarer Distanzierungseinrichtung (Distanzbüchse 7, Kreiskeil- Klemmring 140) festgelegt wird, wobei dieser wirklich benö­ tigte Axialabstand (axiale Gesamtlänge 27, 132) gleich der Summe aus dem gemessenem Axialabstand (54) und der axialen Verlagerung ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenla­ gerung einer Welle (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung des wirklich benötigten Axialabstandes (axiale Gesamtlänge 27, 132) mittels der Distanzierungsein­ richtung (Distanzbüchse 7, Kreiskeil-Klemmring 140) stufenlos erfolgt.

5. Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenla­ gerung einer Welle (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierungseinrichtung (Distanzbüchse 7) eine er­ ste Hülse (28) und eine zweiten Hülse (29) umfasst, wobei die erste Hülse (28) ein Außengewinde (31) aufweist, das in ein Innengewinde (32) der zweiten Hülse (29) eingreift und das Außengewinde (31) mit dem Innengewinde (32) bei der Festle­ gung des wirklich benötigten Axialabstandes miteinander ver­ klebt werden.

6. Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenla­ gerung einer Welle (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierungseinrichtung (Distanzbüchse 7, Kreis­ keil-Klemmring 140) zur Festlegung in dem besagten wirklich benötigten Axialabstand (axiale Gesamtlänge 27, 132) verformt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer angestellten Kegelrollenla­ gerung einer Welle (104) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierungseinrichtung einen Kreiskeil-Klemmring (140) ist, welcher an korrespondierenden Kreiskeil- Klemmflächen (104-1, 104-2, 104-3) der Welle (104) festlegbar ist, wobei der tatsächlich benötigte Axialabstand (132) zwi­ schen einer zumindest mittelbar an dem einen Lagerinnenring (108-1) anliegenden Anschlagfläche (142) und einer dem Kreis­ keil-Klemmring zugewandten Stirnfläche des anderen Lagerin­ nenringes (106-1) festgelegt wird.