DE10064831A1

DE10064831A1 - Mehrreihiges Wälzlager

Info

Publication number: DE10064831A1
Application number: DE10064831A
Authority: DE
Inventors: Rut Heemskerk; Christian Knoche; Jesko-Henning Tanke
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2001-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager mit mehreren Innenringen (1), die in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind. Das Wälzlager umfaßt wenigstens einen Klemmring (4), der zur formschlüssigen Verbindung benachbarter Innenringe (1) entlang seines Umfangs angeordnete Formschlußelemente (5) aufweist, in deren Umgebung der Klemmring bereichsweise durchtrennt sein kann. Der Klemmring (4) weist zusätzlich zu den optional vorhandenen bereichsweisen Durchtrennungen in der Umgebung der Formschlußelemente (5) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Materialschwächung (10, 11) auf. Durch entsprechende Dimensionierung der Materialschwächung (10, 11) ist die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings (4) auf einen vorgebbaren Wert eingestellt, so daß eine Trennung benachbarter Innenringe (1) durch Anlegen einer diesen vorgebbaren Wert überschreitenden axialen Zugkraft möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager, das über mehrere in Axialrichtung nebeneinander angeordnete Innenringe verfügt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 81 25 975 ist es bekannt, bei derartigen Wälzlagern zur Vereinfachung der Montage benachbarte Innenringe durch einen Klemmring miteinander zu verbinden, so daß das Wälzlager als eine Einheit auf eine Welle oder Achse aufgeschoben werden kann. Eine Demontage des Wälzlagers wird jedoch in der Regel durch das Vorsehen des Klemmrings erschwert, da sämtliche Innenringe in einem Schritt von der Welle oder Achse abgezogen werden müssen und somit die durch Passungsrost und Schmutz verursachten Widerstände für alle Innenringe gleichzeitig überwunden werden müssen. Für die Demontage ist somit ein hoher Kraftaufwand erforderlich, der unter Umständen nur mit aufwendigen Spezialwerkzeugen aufgebracht werden kann.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-42 26 618 ist es bekannt, einen elastischen, in Umfangsrichtung nicht geschlossenen Klemmring zu verwenden. Bei der Demontage des Lagers kann der Durchmesser des Klemmrings mit einem geeigneten Hilfsmittel soweit verändert werden, daß der formschlüssige Eingriff zwischen dem Klemmring und den Innenringen freigegeben wird und die Innenringe getrennt werden können.

Das deutschen Gebrauchsmuster G 84 29 899 offenbart ein mehrreihiges Schrägwälzlager, dessen Innenringe durch einen Klemmring axial formschlüssig miteinander verbunden sind. Der Klemmring ist längs einer Umfangslinie trennbar ausgeführt. Der Außenring weist im Bereich des Klemmrings eine radial durchgehende Ausnehmung zum Durchführen eines Trennwerkzeugs auf. Zur Demontage des Wälzlagers kann die Verbindung zwischen den Innenringen mittels des Trennwerkzeugs aufgehoben werden.

Obwohl die aus der DE-A-42 26 6I8 und der G 84 29 899 bekannten Anordnungen bereits gute Ergebnisse liefern, bedingt die dabei erforderliche Zugänglichkeit des Klemmrings durch ein geeignetes Werkzeug bauliche Einschränkungen des Wälzlagers, die sich bei manchen Anwendungen störend auswirken können und in der Regel mit höheren Kosten verbunden sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein mehrreihiges Wälzlager anzugeben, das sich leicht montieren und auch wieder demontieren läßt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Wälzlager umfaßt wenigstens einen Außenring, wenigstens zwei Innenringe, die in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind, Wälzkörper, die zwischen dem wenigstens einen Außenring und den Innenringen angeordnet sind und wenigstens einen Klemmring. Der Klemmring weist zur formschlüssigen Verbindung benachbarter Innenringe entlang seines Umfangs angeordnete Formschlußelemente auf, in deren Umgebung der Klemmring bereichsweise durchtrennt sein kann. Die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings ist auf einen vorgebbaren Wert eingestellt, so daß eine Trennung benachbarter Innenringe durch Anlegen einer diesen vorgebbaren Wert überschreitenden aalen Zugkraft möglich ist.

Der Wert für die aale Zugfestigkeit des Klemmrings wird so gewählt, daß er bei der Montage des Wälzlagers und während des Betriebs nicht überschritten wird. Erst bei der Demontage wird die aale Zugfestigkeit durch Aufwendung einer entsprechend hohen axialen Zugkraft überschritten und der Klemmring wird quer zu seiner Axialrichtung durchtrennt.

Die Vorgabe des Wertes für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings erfolgt über die Dimensionierung einer in Umfangsrichtung des Klemmrings verlaufenden Materialschwächung, die der Klemmring zusätzlich zu den optional vorhandenen bereichsweisen Durchtrennungen in der Umgebung der Formschlußelemente aufweist. Diese Materialschwächung ist in Form diskreter geschwächter Teilbereiche realisiert, die sich in Umfangsrichtung mit ungeschwächten Teilbereichen abwechseln. Als Parameter für die Dimensionierung können der Abstand benachbarter geschwächter Teilbereiche oder die Abmessungen der geschwächten Teilbereiche dienen. Die Schwächung kann durch eine Reduzierung der Materialdicke des Klemmrings oder durch eine vollständige Durchtrennung des Materials hervorgerufen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 das erfindungsgemäße Wälzlager in Schnittdarstellung und

Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen des beim erfindungsgemäßen Wälzlager eingesetzten Klemmrings jeweils in abgewickelter Darstellung und in Schnittdarstellung.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Wälzlager in Schnittdarstellung. Es ist beispielhaft ein zweireihiges Kegelrollenlager dargestellt, das zwei in Axialrichtung aneinandergrenzende Innenringe 1, einen Außenring 2 und zwei Reihen von Wälzkörpern 3 aufweist, die jeweils zwischen den Innenringen 1 und dem Außenring 2 angeordnet sind. Die Innenringe 1 werden durch einen Klemmring 4 axial zueinander fixiert. Hierzu greifen Vorsprünge 5 des Klemmrings 4 in entsprechende Vertiefungen 6 der Innenringe 1 ein. Bei der Herstellung der Vorsprünge 5 kann es verfahrensbedingt erforderlich sein, daß der Klemmring 4 in der Umgebung der Vorsprünge 5 bereichsweise durchtrennt wird. So können beispielsweise nasenförmige Vorsprünge 5 aus der Mantelfläche des Klemmrings 4 herausgeprägt werden, wobei der Klemmring 4 jeweils an der Seite der Vorsprünge 5, an der die Vorsprünge 5 am weitesten aus der Mantelfläche herausstehen, bereichsweise durchtrennt wird. Ebenso können in die Mantelfläche U-förmige Stanzungen eingebracht werden und die jeweils davon eingeschlossenen Bereiche als zungenförmige Vorsprünge aus der Mantelfläche herausgebogen werden.

Weiterhin weist das in Fig. 1 dargestellte Wälzlager pro Wälzkörperreihe einen Käfig 7 auf und zur Abdichtung des Spalts zwischen den Innenringen 1 und dem Außenring 2 Dichtungen 8 und 9.

Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform des Klemmrings 4 in abgewickelter Darstellung. Ein entlang der mit A-A bezeichneten Linie geführter Schnitt durch den abgewickelten Klemmring 4 ist ebenfalls in Fig. 2a dargestellt. Ein entlang der mit B-B bezeichneten Linie geführter Schnitt durch den Klemmring 4 ist in Fig. 2b dargestellt. Zur gegenseitigen axialen Fixierung benachbarter Innenringe 1 sind an dem Klemmring 4 die radial nach außen weisenden Vorsprünge 5 ausgebildet. Die Vorsprünge 5 sind jeweils sich paarweise gegenüberliegend über den Umfang des Klemmrings 4 verteilt angeordnet. Des weiteren weist der Klemmring 4 eine in Umfangsrichtung verlaufende Perforation auf, die aus einer Reihe zueinander beabstandeter Ausnehmungen 10 besteht. Die Perforation ist zusätzlich zu den gegebenenfalls bei der Herstellung der Vorsprünge 5 entstehenden bereichsweisen Durchtrennungen des Klemmrings 4 vorhanden. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausnehmungen 10 sind jeweils Stege 11 angeordnet, die den axialen Zusammenhalt des Klemmrings 4 gewährleisten, solange ein vorgegebener Wert für die axiale Zugbelastung nicht überschritten wird. Im Bereich der Vorsprünge 5 verläuft die Perforation jeweils ca. mittig zwischen den paarweise gegenüberliegenden Vorsprüngen 5.

Wie hoch der Wert für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings 4 ist, bei dessen Überschreitung der Klemmring 4 entlang der Perforation durchtrennt wird, hängt bei vorgegebenen Abmessungen der Ausnehmungen 10 vom Abstand aufeinanderfolgender Ausnehmungen 10 ab, d. h. von der verbleibenden Stegbreite. Durch Variation des Abstandes der einzelnen Ausnehmungen 10 können somit innerhalb gewisser Grenzen nahezu beliebige Werte ihr die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings 4 vorgegeben werden, so daß eine Anpassung an die jeweiligen Bedürfnisse verschiedener Anwendungsfälle möglich ist.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine weitere Ausführungsform des Klemmrings 4 in abgewickelter Darstellung und in Schnittdarstellung. Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls eine Reihe von Ausnehmungen 10 entlang des Umfangs des Klemmrings 4 angeordnet. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 2a und 2b ist die Anzahl der Ausnehmungen 10 jedoch so gewählt, daß zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Paaren von Vorsprüngen 5 jeweils gerade eine Ausnehmung 10 angeordnet ist. Durch Vorgabe dieser Randbedingung entfällt die Möglichkeit, die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings 4 über den Abstand der Ausnehmungen 10 vorzugeben. Bei der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Ausführungsform erfolgt die Vorgabe daher über die Abmessungen der Ausnehmungen 10 in Umfangsrichtung. Je größer diese Abmessungen sind, desto schmäler sind die zwischen aufeinanderfolgenden Ausnehmungen verbleibenden Stege 11. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3a und 3b sind auch hier die Ausnehmungen 10 zusätzlich zu gegebenenfalls bei der Herstellung der Vorsprünge 5 erzeugten Durchtrennungen vorhanden.

Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform des Klemmrings 4 in abgewickelter Darstellung einschließlich Schnitt A-A und Fig. 4b zeigt den zugehörigen Schnitt durch den Klemmring 4 entlang der Linie B-B. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den Fig. 3a und 3b dadurch, daß die Ausnehmungen 10 jeweils axial zwischen den Vorsprüngen 5 eines Vorsprungpaares angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht es, auf besonders einfache Weise Vorsprünge 5 und Ausnehmungen 10 in einem Arbeitsgang herzustellen. Bezüglich der Vorgabe der axialen Zugfestigkeit gelten die Ausführungen zu der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Ausführungsform entsprechend, d. h. es werden die Abmessungen der Ausnehmungen 10 in Umfangsrichtung variiert. Auch hier handelt es sich bei den Ausnehmungen 10 nicht um Durchtrennungen, die gegebenenfalls zur Herstellung der Vorsprünge 5 erforderlich sind, sondern um gezielte Materialschwächungen, deren Abmessungen im Hinblick auf die gewünschte axiale Zugfestigkeit des Klemmrings 4 festgelegt werden. Aus Effizienzgründen werden die Ausnehmungen 10 bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Arbeitsgang mit den Vorsprüngen hergestellt.

Bei allen Ausführungsformen des Klemmrings 4 wird der Wert für die axiale Zugfestigkeit so vorgegeben, daß dieser Wert bei der Montage des Wälzlagers nicht überschritten wird. Bei einer späteren Demontage des Wälzlagers wird einer der Innenringe 1 einer axialen Zugkraft ausgesetzt. Falls sich alle Innenringe 1 von ihren Sitzflächen lösen, bevor die axiale Zugfestigkeit des in das Wälzlager eingebauten Klemmrings 4 überschritten wird, kommt es nicht zu einer Zerstörung des Klemmrings 4. In der Regel wird der Wert für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings 4 bei der Demontage des Wälzlagers jedoch überschritten, da sich die Innenringe 1 z. B. wegen des Passungsrosts nur durch hohe Axialkräfte lösen lassen.

In einer Variante der Erfindung sind bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2, 3 und 4 statt durchgehender Ausnehmungen 4, bei denen das Material des Klemmrings 4 in Radialrichtung jeweils vollständig durchtrennt ist, sich in Radialrichtung nur über einen Teilquerschnitt erstreckende Vertiefungen oder Nuten vorgesehen.

Die Ausstattung des Klemmrings 4 mit den Vorsprüngen 5 ist nur als ein Beispiel für die Formgebung des Klemmrings 4 zu sehen. Stattdessen könnten die Vorsprünge 5 auch eine andere Form aufweisen oder der Klemmring 4 könnte beispielsweise auch einen U-förmigen Querschnitt besitzen.

Als Material für den Klemmring 4 kommen sowohl metallische als auch nichtmetallische Werkstoffe in Frage.

Bezugszeichen

1

Innenring

2

Außenring

3

Wälzkörper

4

Klemmring

5

Vorsprung

6

Vertiefung

7

Käfig

8

Dichtung

9

Dichtung

10

Ausnehmung

11

Steg

Claims

1. Mehrreihiges Wälzlager mit

- wenigstens einem Außenring (2),
- mehreren Innenringen (1), die in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind
- Wälzkörpern (3), die zwischen dem wenigstens einen Außenring (2) und den Innenringen (1) angeordnet sind und
- wenigstens einem Klemmring (4), der zur formschlüssigen Verbindung benachbarter Innenring (1) entlang seines Umfangs angeordnete Formschlußelemente (5) aufweist, in deren Umgebung der Klemmring bereichsweise durchtrennt sein kann,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Klemmring (4) zusätzlich zu den optional vorhandenen bereichsweisen Durchtrennungen in der Umgebung der Formschlußelemente (5) eine Materialschwächung aufweist, die sich aus geschwächten (10) und ungeschwächten (11) Teilbereichen zusammensetzt, die in Umfangsrichtung abwechselnd aufeinander folgen und
- die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings (4) durch die Dimensionierung der Materialschwächung auf einen vorgebbaren Wert eingestellt ist, so daß eine Trennung benachbarter Innenringe (1) durch Anlegen einer diesen vorgebbaren Wert überschreitenden axialen Zugkraft möglich ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings (4) über den in Umfangsrichtung gemessenen Abstand benachbarter geschwächter Teilbereiche (10) vorgebbar ist.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings (4) über die in Umfangsrichtung gemessene Erstreckung der geschwächten Teilbereiche (10) vorgebbar ist.

4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußelemente (5) sich in Axialrichtung jeweils paarweise gegenüberliegen.

5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen den sich jeweils paarweise gegenüberliegenden Formschlußelementen (5) je ein geschwächter Teilbereich (10) angeordnet ist.

6. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Paaren von Formschlußelementen (5) je ein geschwächter Teilbereich (10) angeordnet ist.

7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Klemmrings (4) innerhalb der geschwächten Teilbereiche (10) durch eine Nut bis auf eine verbleibende Materialstärke reduziert ist.

8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Klemmrings (4) innerhalb der geschwächten Teilbereiche (10) vollständig durchtrennt ist.

9. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für die axiale Zugfestigkeit des Klemmrings (4) so gewählt ist daß der Klemmring (4) den beim Einbau des Wälzlagers auftretenden Beanspruchungen Stand hält.