DE102005055822A1

DE102005055822A1 - Hülsenanordnung

Info

Publication number: DE102005055822A1
Application number: DE200510055822
Authority: DE
Inventors: Uno Axelsson; Magnus Hultén
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: SE0402842D0; DE102005055822B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hülsenanordnung (4; 22) zur Montage auf ein glattes Wellenteil (1; 21) in einer vorgegebenen exakten Position. Zur Verbesserung der Hülsenanordnung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie eine dünnwandige, vorzugsweise radial geschlitzte, Hülse (5; 23) aufweist, die ein inneres zylindrisches Einhüllende und ein äußeres Einhüllende aufweist, die mit zwei axial beabstandeten wellenförmigen, rampenartigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) ausgestattet ist, wobei ein erstes und ein zweites Ringelement (10a, 10b; 24, 25) in axial beabstandeter Position den wellenförmigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) der dünnwandigen Hülse (5; 23) gegenüberliegend angeordnet sind, wobei diese in ihren Bohrungen wellenförmige Bereiche aufweisen, die komplementär zu den wellenförmigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) der Hülse (5; 23) ausgebildet sind, und wobei Mittel (14; 31) vorhanden sind, um die Entfernung zwischen dem ersten und dem zweiten Ringelement (10a, 10b; 24, 25) zu verkürzen, wodurch die wellenförmigen Bereiche der beiden Ringelemente (10a, 10b; 24, 25) veranlasst werden, auf Teile der wellenförmigen Bereiche der Hülse (5; 23) zu gelangen, die ein größeres radiales Maß aufweisen, um die Klemmung zwischen der Hülse (5; 23) und dem Wellenteil (1; 21) zu vergrößern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hülsenanordnung zur Montage auf ein glattes Wellenteil in einer vorgegebenen genauen axialen Position.
Bei vielen Anwendungen, bei denen ein ringförmiges Hülsenelement auf einer Welle montiert werden muss, ist es wünschenswert, dass die Hülsenanordnung an einer genauen axialen Position der Welle festgelegt wird. Eine derartige Hülsenanordnung kann als Maschinenteil oder zur axialen Positionierung eines Maschinenteils benutzt werden, wobei es in vielen Fällen von wesentlicher Bedeutung für die Funktion des Maschinenteils ist, dass eine genaue Positionierung erreicht wird. Dies ist beispielsweise dann sehr wichtig, wenn Lager, die sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufnehmen sollen, auf einer Welle montiert werden müssen, insbesondere, wenn beispielsweise zwei Schrägkugellager paarweise relativ zueinander montiert werden, wobei es erforderlich ist, dass beide Lager in einer genauen Relativposition zueinander montiert werden, um ordnungsgemäße Betriebsbedingungen zu erreichen.
Zur sicheren Anordnung von Lagern oder anderen Maschinenteilen in gewünschter Position auf einer Welle war es früher gängige Praxis, eine Mutter mit einem Innengewinde zu verwenden, die auf ein Gewinde aufgeschraubt wird, das in die Welle eingeschnitten ist, bis dass die Mutter die Position erreicht hat, in der sie eine Kraft auf den Lagersatz ausübt, wodurch das vorderste Lager gegen einen Anschlag geschoben wird, beispielsweise an eine Wellenschulter oder dergleichen.
Abgesehen von der unerwünschten Maßnahme, ein Gewinde in das Wellenmaterial einschneiden zu müssen, hat es sich weiter als nachteilig erwiesen, dass das Gewinde eine gewisse Nachgiebigkeit in axiale Richtung aufweist, was bedeutet, dass es nicht sichergestellt werden kann, dass die gewünschte und benötigte exakte Position des Maschinenteils erhalten bleibt. Die Festlegung des Maschinenteils unter Benutzung eines Gewindes, das in die einhüllende Oberfläche der Welle eingeschnitten ist, bedeutet weiterhin, dass es nicht möglich ist, das Maschinenteil in einer beliebigen Position fest zu lagern, sondern die Position ergibt sich in Abhängigkeit des Vorhandenseins und der Erstreckung des Gewindes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hülsenanordnung vorzuschlagen, die selber auf einer Welle festgelegt werden kann und die auch für die Festlegung eines ringförmigen Maschinenteils, wie beispielsweise einem Lagerring, in einer exakten Position auf der Welle benutzt werden kann, und zwar in einer solchen Weise, dass die Notwendigkeit des Einschneidens eines Gewindes in die Welle nicht mehr gegeben ist und dass sicher gestellt ist, dass die Hülsenanordnung auf der Welle unveränderlich fest liegt.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ergibt sich aus einer Hülsenanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Fortbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die schematisch eine Hülsenanordnung gemäß der Erfindung zeigen.
1 zeigt schematisch im Radialschnitt einen Teil einer Welle mit einem Lager, das mittels der Hülsenanordnung gemäß der Erfindung montiert ist,
2 ist eine Schnittdarstellung eines Teils einer modifizierten Hülsenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt schematisch ein Wellenteil 1, auf dem ein Wälzlager 2 angeordnet ist, wobei in der Figur ein Schrägkugellager dargestellt ist. Der Lagerinnenring 3 ist auf der Welle in einer exakten axialen Position festgelegt, wobei die Hülsenanordnung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
Wie gesehen werden kann, ist die Welle 1 ein glattes, d. h. nicht mit einem Gewinde versehenes Bauteil. Die Hülsenanordnung 4 beinhaltet eine dünnwandige Hülse 5, die eine zylindrische glatte Bohrung 6 und einen Schlitz 7 aufweist, der sich im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckt. Die äußere Einhüllende der dünnwandigen Hülse 5 ist mit einem ersten Teil wellenförmiger Erhebungen 8a versehen, wobei axial beabstandet hiervon ein zweiter Teil wellenförmiger Erhebungen 8b angeordnet ist und wobei die Flanken der ersten und zweiten wellenförmigen Erhebungen sich gegenüber liegen. An einem axialen Ende hat die dünnwandige Hülse 5 einen Abschnitt 9a mit vergrößertem Außendurchmesser und einer geneigten Oberfläche 9b, die den Abschnitt der dünnwandigen Hülse mit vergrößertem Durchmesser mit dem Rest der dünnwandigen Hülse verbindet, wobei letzterer mit den wellenförmigen Erhebungen 8a, 8b ausgestattet ist.
Die Hülsenanordnung 4 weist weiterhin ein erstes und ein zweites Ringelement 10a und 10b auf, die eine innere Hülloberfläche mit wellenförmigen Abschnitten haben, die komplementär zu denjenigen der wellenförmigen Erhebungen 8a und 8b ausgebildet sind. An einem axialen Ende ist eines der Ringelemente 10a weiterhin mit einer inneren Abschrägung 11 ausgestattet, die eine Form und Größe aufweist, die komplementär zur Form und Größe der abgeschrägten Oberfläche 9b der dünnwandigen Hülse 5 ist.
Das erste Ringelement 10a hat eine Anzahl gleichmäßig verteilt angeordneter, sich axial erstreckender Gewindebohrungen 12, wobei das zweite Ringelement 10b eine dieser Zahl entsprechende Anzahl entsprechend positionierter axial beabstandeter glatter Bohrungen 13 aufweist. Ein mit einem Kopf versehener Bolzen 14 ist so angeordnet, dass er durch die glatte Bohrung 13 in das zweite Ringelement 10b hindurchgreift und in Schraubverbindung mit der entsprechenden Gewindebohrung 12 in dem ersten Ringelement 10a steht.
Wie es aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel hervorgeht, ist das Lager 2 auf der Welle 1 festgelegt, wobei konventionelle Montageverfahren und Vorgehensweise zum Einsatz kommen, so dass der Lagerinnenring 3 an ein nicht dargestelltes Teil angrenzt, nämlich an einen Gehäuseflansch, an eine Wellenschulter oder dergleichen. Nachdem das Lager auf der Welle 1 montiert worden ist, wird die gespaltete dünnwandige Hülse 5 mit den beiden auf ihr lose angeordneten Ringelementen 10a, 10b bis zum Anschlag an dem Innenring 3 des Lagers 2 gedrückt oder gepresst. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel grenzt der Abschnitt 9a der dünnwandigen Hülse mit vergrößertem Außendurchmesser an den Lagerring an, wobei seine Abschrägung 11 vom Lager weg weist. In dieser Position werden die mit einem Kopf versehenen Bolzen 14 nacheinander in die Gewindebohrung 12 des ersten Ringelements 10a eingeschraubt, wobei diese über ihre Köpfe eine Kraft auf das zweite Ringelement 10b ausüben, die dieses auf das erste Ringelement 10a zieht, wobei die Kraft von der Anzugskraft abhängt und im wesentlichen gleich der Reaktionskraft ist, die auf das erste Ringelement 10a wirkt.
Die beiden Ringelemente 10a, 10b sind daher Kräften ausgesetzt, die sie aufeinander zu bewegen, wodurch auch die wellenförmigen Innenbohrungsoberflächen der Ringelemente 10a, 10b gegen die Flanken der wellenförmigen Abschnitte 8a, 8b der dünnwandigen Hülse 5 gedrückt werden, wodurch die Klemmung zwischen der dünnwandigen Hülse 5 und der Welle zunimmt und die dünnwandige Hülse sicher in Position auf der Welle gehalten wird, wodurch auch eine axiale Begrenzung für den Innenring des Lagers gebildet wird, der daher sicher auf der Welle in axialer Richtung festgelegt ist, ohne Tendenz einer Verbiegung und ohne Notwendigkeit eines Gewindes auf der Welle.
2 zeigt einen Teil einer etwas modifizierten Hülsenanordnung gemäß der Erfindung. Die Figur zeigt die obere Hälfte einer glatten Welle 21 und in Schnittdarstellung den oberen Teil einer Hülsenanordnung 22, die eine dünnwandige Hülse 23 mit glatter Innenoberfläche aufweist und ein erstes und ein zweites Ringelement 24, 25 sowie einen separaten Ring 26, von dem ein axiales Ende an die dünnwandige Hülse angrenzt.
Die äußere einhüllende Oberfläche der dünnwandigen Hülse 23 ist mit einem ersten Teil mit wellenförmigen Erhebungen 27a versehen, und axial beabstandet hiervon ist ein zweiter Teil mit wellenförmigen Erhebungen 27b angeordnet, wobei die Flanken der ersten und der zweiten wellenförmigen Erhebungen sich gegenüberliegend, d. h. gespiegelt zu einer Mittenebene, angeordnet sind, d. h. sie sind in derselben Weise ausgebildet, wie die wellenförmigen Abschnitte der Hülsenanordnung gemäß 1.
Das erste und zweite Ringelement 24 und 25 haben an ihrer inneren einhüllenden Oberfläche wellenförmige Abschnitte, die komplementär zu denjenigen der wellenförmigen Erhebungen 27a und 27b ausgebildet sind.
Der erste der Ringelemente 24 ist mit einer Anzahl sich axial erstreckender Gewindebohrungen 28 versehen, die um das Ringelement herum beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei das zweite Ringelement 25 eine korrespondierende Anzahl glatter Durchgangsbohrungen 29 aufweist, die korrespondierend zu den Gewindebohrungen 28 positioniert sind.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das zweite Ringelement 25 mit den glatten Bohrungen 29 eine Ausnehmung 30 um jede Bohrung herum und an einer Seite, die vom ersten Ringelement abgewandt ist, um die Köpfe der Bolzen 31 aufzunehmen, die in die Bohrungen eingebracht sind und mit den Gewinden in dem ersten Ringelement 24 zusammenwirken.
Wenn die Bolzen 31 angezogen werden, werden das erste und das zweite Ringelement 24, 25 aufeinander zu gezogen, wodurch die wellenförmigen Abschnitte der Ringelemente 24, 25 veranlasst werden, sich auf den rampenförmigen Flanken der wellenförmigen Erhebungen 27a, 27b nach oben zu bewegen, wodurch die Klemmung zwischen der Hülsenanordnung 22 und der Welle 21 erhöht wird. Das separate Ringelement 26 hat einen etwas größeren Außendurchmesser als die dünnwandige Hülse 23, und seine Hauptfunktion ist dieselbe, wie diejenige des Abschnitts 9a der dünnwandigen Hülse 5 mit vergrößertem Außendurchmesser gemäß der Ausführungsform nach 1
Die Erfindung ist nicht auf die Hülsenanordnung gemäß der Zeichnungen beschränkt, sondern Modifikationen und Varianten sind im Rahmen des Umfangs der beigefügten Ansprüche möglich.

Claims

Hülsenanordnung (4; 22) zur Montage auf ein glattes Wellenteil (1; 21) in einer vorgegebenen axialen Position, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenanordnung eine dünnwandige, vorzugsweise radial geschlitzte Hülse (5; 23) aufweist, die eine innere zylindrische Einhüllende und eine äußere Einhüllende aufweist, die mit zwei axial beabstandeten wellenförmigen, rampenartigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) ausgestattet ist, wobei ein erstes und ein zweites Ringelement (10a, 10b; 24, 25) in axial beabstandeter Position den wellenförmigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) der dünnwandigen Hülse (5; 23) gegenüberliegend angeordnet sind, wobei diese in ihren Bohrungen wellenförmige Bereiche aufweisen, die komplementär zu den wellenförmigen Bereichen (8a, 8b; 27a, 27b) der Hülse (5; 23) ausgebildet sind, und wobei Mittel (14; 31) vorhanden sind, um die Entfernung zwischen dem ersten und dem zweiten Ringelement (10a, 10b; 24, 25) zu verkürzen, wodurch die wellenförmigen Bereiche der beiden Ringelemente (10a, 10b; 24, 25) veranlasst werden, auf Teile der wellenförmigen Bereiche der Hülse (5; 23) zu gelangen, die ein größeres radiales Maß aufweisen, um die Klemmung zwischen der Hülse (5; 23) und dem Wellenteil (1; 21) zu vergrößern.
Hülsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verkürzung der Entfernung zwischen dem ersten und zweiten Ringelement (10a, 10b; 24, 25) Gewindebolzen (14; 31) sind, die sich durch Bohrungen erstrecken, die in dem zweiten Ringelement (10b; 25) angeordnet sind, und die in Gewindebohrungen (12; 28) eingreifen, die in dem ersten Ringelement (10a; 24) angeordnet sind.
Hülsenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Gewindebolzen (14) einen Kopf (13) aufweist, der den Seitenbereich des zweiten Ringelements (10b) kontaktiert, der vom ersten Ringelement (10a) abgewandt ist.
Hülsenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Gewindebolzen (31) einen Kopf aufweist, der in einer Ausnehmung (30) im zweiten Ringelement (25) angeordnet ist.
Hülsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Element (9a; 26), das mit der dünnwandigen Hülse (5; 23) zusammenwirkt und das einen größeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser der dünnwandigen Hülse (5; 23) aufweist, um die Kontaktfläche zwischen der Hülsenanordnung und einem ringförmigen Maschinenteil (3) zu vergrößern, das mittels der Hülsenanordnung in einer vorgegebenen Position auf dem Wellenteil festgelegt werden soll.
Hülsenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (9a) am axialen Ende der dünnwandigen Hülse (5) angrenzend an das Ringelement mit der Gewindebohrung (12) angeordnet ist.
Hülsenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (26) ein von der dünnwandigen Hülse (23) separiertes Element ist.
Hülsenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (9a) integraler Bestandteil der dünnwandigen Hülse (5) ist.
Hülsenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zwischen der dünnwandigen Hülse (5) und dem ringförmigen Element (9a) als schräge Rampe (9b) ausgebildet ist und dass das erste Ringelement (10a) eine korrespondierende schräge Endoberfläche aufweist, die der schrägen Rampe (9b) zugewandt ist, um die Befestigungskraft der Gewindebolzen (14) axial und radial zu übertragen.