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Die
Erfindung betrifft einen Lagerkäfig
für ein Wälzlager,
bestehend aus einem Lageraußenring,
einem Lagerzapfen oder Lagerinnenring und dem Lagerkäfig, in
dem Wälzkörper umfangsverteilt
mit Abstand voneinander gehalten sind, wobei der Lagerkäfig an zumindest
zwei Umfangsstellen getrennt ist und voneinander lösbare Teilringe
bildet.
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Lagerringe
der genannten Art sind beispielsweise aus der
DE 103 02 002 A1 bekannt.
Hierbei werden die beiden Teilringe bzw. Käfighälften insbesondere zur Verwendung
an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle schellenartig tangential geschlossen, wobei
erste Verbindungsmittel ein Scharnier darstellen und zweite Verbindungsmittel
nach dem ringförmigen
Schließen
des Lagerringes eingesetzt werden.
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Aus
der
DE 199 26 406
A1 sind Lagerkäfige von
Wälzlagern,
insbesondere zur Verwendung an Grundlagern einer Kurbelwelle oder
einer Steuerwelle bekannt, die aus Halbschalen zusammengesetzt sind,
wobei ein am Umfang geschlitzter elastischer Ring aufgeschoben ist,
der die beiden Käfighälften oder
Halbschalen umfängt
und axial gegeneinander sichert.
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Aus
der
DE 20 41 342 A1 und
der
DE 30 41 860 A1 sind
Kunststoffkäfige
für Wälzlager
bekannt, die am Umfang zumindest einfach geschlitzt sind und die
an der Trennstelle axial formschlüssig ineinandergreifen, so
daß das
Schließen
des geschlitzten Lagerkäfigs
an dieser Trennstelle, ausgehend vom aufgespreizten Lagerkäfig, in
gegenläufiger
Tangentialbewegung erfolgt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt vorwiegend das Anwendungsgebiet von
Wälzlagern
auf durchgängigen
gekröpften
Wellen, insbesondere Kurbelwellen von Hubkolbenmaschinen, zugrunde,
die mit Lagern mit ungeteilten Lageraußenringen versehen werden sollen.
Diese Lageraußenringe,
insbesondere ungeteilte Lageraußenringe
für die
Hauptlagerzapfen und ungeteilte Pleuelaugen auf den Hubzapfen, sollen
auf die Kurbelwellen aufgefädelt
werden, wobei erst anschließend
die vollständige
Lagermontage erfolgen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die
Aufgabe zugrunde, Lagerkäfige
bereitzustellen, die in einer derartigen Konfiguration montierbar
sind. Die Lösung
besteht in einem Lagerkäfig
für ein
Wälzlager,
bestehend aus einem Lageraußenring,
einem Lagerzapfen oder Lagerinnenring und dem genannten Lagerkäfig, in
dem Wälzkörper umfangsverteilt mit
Abstand zueinander gehalten sind, wobei der Lagerkäfig an zumindest
zwei Umfangsstellen getrennt ist und Teilringe bildet, wobei die
Teilringe bei ineinanderliegendem Lageraußenring und Lagerzapfen axial
montierbar sind und wobei Mittel zur gegenseitigen axialen und radialen
Halterung der Teilringe am Lagerkäfig vorgesehen sind.
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Die
Erfindung umfaßt
weiterhin mit derartigen Lagerkäfigen
gebildete Wälzlager
sowie Kurbeltriebe, die derartige Wälzlager aufweisen.
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Auch
wenn vorstehend die Anwendung auf Kurbeltriebe als die bevorzugte
ausgewiesen ist, ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Lagerkäfige und
Wälzlager
nicht darauf beschränkt,
sondern kann auch andere Wellenlagerungen, z. B. Nockenwellenlagerungen
oder ähnliches,
betreffen.
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Die
Lagerzapfen können
integral aus dem Kurbelwellenwerkstoff ausgebildet sein oder bei
gegossenen Kurbelwellen aus dem Werkstoff von eingegossenen Lagerbuchsen
bestehen. Die entsprechenden Lageraußenringe können im Falle des Pleuelauges
aus dem integralen Werkstoff des Pleuels bestehen oder von einem
in das Pleuelauge eingepreßten
separaten Lageraußenring
gebildet werden.
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Nach
dem Auffädeln
der Lageraußenringe auf
den entsprechenden Zapfen der Welle werden die Teile in eine zueinander
koaxiale Position gebracht. In den entstehenden Ringspalt wird ein
erster Teilring, insbesondere ein Halbring von 180° Umfangserstreckung,
in einen axial zugänglichen
Umfangsbereich axial eingesetzt, dieser Teilring insbesondere um
den Betrag seiner Umfangserstreckung um 180° verdreht und ein weiterer Teilring,
insbesondere ein zweiter Halbring von 180° Umfangserstreckung ergänzend axial
eingesetzt. Danach werden die Mittel zur gegenseitigen axialen und
radialen Sicherung angebracht, auf die später eingegangen wird. Anstelle
von zwei Halbringen kann auch eine Anzahl von drei oder mehr Teilringen,
die vorzugsweise untereinander gleich sind, Verwendung finden.
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Die
Trennflächen
der beiden Ringhälften sind
so auszuführen,
daß bei
unmittelbarer Anlage der Trennflächen
aneinander eine gegenseitige Axialverschiebung möglich ist, oder so, daß, sofern
zwischen den Trennflächen
ein gegenseitiger axialer Formschluß gebildet wird, ein radiales
Entfernen der Ringhälften
voneinander zum Aufheben des axialen Formschlusses innerhalb des
Lageraußenrings
möglich
ist. In der übereinstimmenden
Axialposition der beiden Ringhälften
können
dann die Trennflächen mit
ihren Formschlußmitteln
zum Eingriff gebracht werden und die Mittel zum gegenseitigen radialen und
axialen Sichern angebracht werden. Als Formeingriffsmittel der hier
genannten Art zwischen den Trennflächen können Querverzahnungen oder
Querriffelungen bezüglich
der Längsachse
des Lagerkäfigs,
insbesondere auch Bruchflächen
zwischen den Hälften
eines ursprünglich
ungeteilten Lagerkäfigs vorgesehen
sein, deren Zahnhöhe
bzw. Rauhtiefe bis zum 0,0045fachen des Innendurchmessers des Lagerkäfigs entspricht..
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Mit
den erfindungsgemäßen Mitteln
ist der Aufbau von Wälzlagern
für den
genannten Anwendungsfall möglich,
für den
die Lagerkäfige
der eingangs Ausführungen
nach dem Stand der Technik nicht geeignet waren.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, daß die
Mittel zur gegenseitigen axialen und radialen Sicherung von vorgespannt
verbauten Federringen gebildet werden, die in umlaufenden Einstichen
am Lagerkäfig
einsitzen, insbesondere an umlaufenden Stirnflächen des Lagerkäfigs anliegen
und auf umlaufenden Schulterflächen des
Lagerkäfigs
radial aufsitzen. Nach einer ersten Variante können die Federringe Tellerfedern,
insbesondere ungeteilte Tellerfedern sein. Nach einer zweiten Variante
werden geteilte Federringe, insbesondere Seegerringe vorgeschlagen.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
wird vorgeschlagen, daß die
Mittel zur gegenseitigen axialen und radialen Sicherung von radial
vorgespannt verbauten Federringen gebildet werden, die in umlaufenden
Einstichen am Lagerkäfig
einsitzen, insbesondere an umlaufenden Stirnflächen des Lagerkäfigs anliegen
und jeweils mit einer Innenkonusfläche auf einer außenkonischen
Schulterfläche
des Lagerkäfigs
mit Vorspannung radial aufsitzen.
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Eine
andere mögliche
Ausführungsform
besteht darin, daß die
Mittel zur gegenseitigen axialen und radialen Sicherung von radial
vorgespannt verbauten Federringen gebildet werden, die in umlaufenden
Einstichen am Lagerkäfig
einsitzen, insbesondere mit einer Innenzylinderfläche auf
einer Außenzylinderfläche des
Lagerkäfigs
aufsitzen, wobei zusätzliche
Axialsicherungsmittel für
die Federringe vorgesehen sind.
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Eine
ebenfalls günstige
Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, daß die
Mittel zur gegenseitigen axialen und radialen Sicherung von Teilringkörpern gebildet
werden, die in stirnseitige Ringnuten mit Hinterschnitt im Lagerkäfig in Umfangsrichtung verschiebbar
eingesetzt sind und in gleichzeitiger Überdeckung mit jeweils zwei
Teilringen des Lagerkäfigs
mit zusätzlichen
Sicherungsmitteln in Umfangsrichtung fixiert sind. Bevorzugt wird
die Anzahl der Teilringkörper
der Anzahl der Teilringe des Lagerkäfigs entsprechen. Die Umfangslänge eines
Teilringkörpers
wird vorzugsweise kleiner gleich der Umfangslänge eines der Teilringe sein,
damit zur Axialmontage der Teilringe die Teilringkörper vollständig eingeschoben
werden können,
um anschließend
in eine zwei Teilringe überlappende
Position gebracht und fixiert zu werden.
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Schließlich wird
nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß die Mittel zur
gegenseitigen axialen und radialen Sicherung von Teilringkörpern gebildet
werden, die in gleichzeitiger Überdeckung
mit jeweils zwei Teilringen des Lagerkäfigs auf Stirnflächen aufgelegt
und mit dem Lagerkäfig
fest verbunden, insbesondere verschraubt sind.
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Die
Erfindung schließt
ein Wälzlager
ein, das einen Lagerkäfig
nach den vorstehenden Ausführungen
umfaßt,
ein.
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Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen
Kurbeltrieb bereitzustellen, an dem Wälzlager mit Lagerkäfigen der
vorstehend beschriebenen Art zur Anwendung kommen können. Eine
Lösung
hierfür
besteht in einem Kurbeltrieb mit einer zumindest zwei Hauptlagerzapfen
und zumindest einen Hubzapfen umfassenden Kurbelwelle und einem
Pleuel, wobei ein Hauptlagerzapfen und Hubzapfen über Kurbelwangen
miteinander verbunden sind und die Kurbelwelle einstückig ausgeführt ist und
wobei als Pleuellager ein Wälzlager
verwendet ist und wobei der Lageraußenring des Wälzlagers vom
ungeteilten Pleuelauge des Pleuels und der Lagerzapfen des Wälzlagers
vom Hubzapfen gebildet wird.
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Eine
andere Lösung
besteht in einem Kurbeltrieb mit einer zumindest einen zwischen
zwei Hubzapfen liegenden Hauptlagerzapfen umfassenden Kurbelwelle,
wobei Hubzapfen (68, 69) und Hauptlagerzapfen
(63) über
Kurbelwangen (66, 67) miteinander verbunden sind
und die Kurbelwelle (61) einstückig ausgeführt ist und wobei als Hauptlager
für den
zumindest einen Hauptlagerzapfen ein Wälzlager verwendet ist und wobei
der Lageraußenring
des Wälzlagers
ein separater ungeteilter Lageraußenring ist und der Lagerzapfen
des Wälzlagers
vom Hauptlagerzapfen gebildet wird.
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Die
Kurbelwangen überdecken
hierbei im Querschnitt durch die Kurbelwelle Hauptlagerzapfen und
Hubzapfen, die im wesentlichen geradzylindrisch anschließen. Als
Breite BKröpf der
Kurbelwange wird ein Maß quer
zur Achsrichtung insbesondere senkrecht zur Richtung des Hubversatzes
bezeichnet, als Dicke BW der Kurbelwange
ein Maß in
Achsrichtung der Kurbelwelle.
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Gute
Festigkeitswerte des Kurbeltriebs bei Wahrung der Montierbarkeit
ergeben sich dadurch, daß das
Verhältnis
aus größter Breite
einer Kurbelwange und Durchmesser eines Kurbelwellenhauptzapfen
kleiner gleich 1,25 ist.
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Unter
dem gleichen Gesichtspunkt ist es besonders günstig, daß das Verhältnis zwischen Pleuelbreite
in axialer Richtung am großen
Pleuelauge und Innendurchmesser des Pleuelauges kleiner gleich 0,4
ist.
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Nach
einer weiteren günstigen
Ausbildung ist vorgesehen, daß das
Verhältnis
zwischen Pleuelbreite in axialer Richtung am großen Pleuelauge und größter Breite
einer Kurbelwange kleiner gleich 0,5 ist.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform besteht
darin, daß das
Verhältnis
zwischen Innendurchmesser des großen Pleuelauges und größter Breite
einer Kurbelwange größer gleich
1 ist.
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Schließlich wird
vorgeschlagen, daß das Verhältnis aus
Dicke einer Kurbelwange und Pleuelbreite jeweils in axialer Richtung
größer gleich
1,05 ist.
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Jeweils
günstige
Weiterbildungen der vorgenannten Lösungen und Ausführungsformen
werden in Unteransprüchen
ausgeführt,
auf die hiermit Bezug genommen wird. Im übrigen wird auf die nachfolgende
Beschreibung der Zeichnungen verwiesen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sowie ein bevorzugter Anwendungsfall sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in verschiedenen
Darstellungsformen in einer ersten Ausführung
- a)
in 3D-Darstellung, demontiert
- b) in 3D-Darstellung, teilmontiert
- c) in 3D-Darstellung, teilmontiert mit losen Sicherungselementen
- d) in 3D-Darstellung, fertigmontiert
- e) in axialer Ansicht auf die Längsachse A
- f1) im Schnitt A-A nach Darstellung e, teilmontiert
- f2) im Schnitt A-A nach Darstellung e, fertigmontiert;
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2 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
zweiten, geringfügig abgewandelten Ausführung in
verschiedenen Darstellungen
- a) in axialer Ansicht
auf die Längsachse
A, fertigmontiert
- b) im Schnitt A-A nach Darstellung a;
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3 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
dritten Ausführung
in verschiedenen Darstellungen
- a) in 3D-Darstellung,
teilmontiert mit Sicherungselement
- b) in radialer Ansicht, teilmontiert
- c) in axialer Ansicht auf die Längsachse A, fertigmontiert
- d) in radialer Ansicht, fertigmontiert
- e) im Schnitt A-A nach Darstellung c während der Montage der zweiten
Sicherungsmittel;
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4 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
vierten Ausführung
in verschiedenen Darstellungen
- a) in 3D-Darstellung,
demontiert
- b) in 3D-Darstellung, teilmontiert mit losen Sicherungselementen
- c) in 3D-Darstellung, fertigmontiert
- d) in radialer Ansicht, fertigmontiert
- e) in axialer Ansicht auf die Längsachse A, fertigmontiert
- f) im Schnitt A-A nach Darstellung e;
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5 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
fünften
Ausführung
in verschiedenen Darstellungen
- a) in 3D-Teildarstellung
mit nur einer Käfighälfte
- b) in 3D-Darstellung, teilmontiert
- c) in 3D-Darstellung, fertigmontiert
- d) in axialer Ansicht auf die Längsachse A, fertigmontiert
- e) im Schnitt A-A nach Darstellung d;
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6 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in verschiedenen
Darstellungen in einer sechsten Ausführung
- a)
in 3D-Darstellung, vor der Montage
- b) in 3D-Darstellung, teilmontiert
- c) in 3D-Darstellung, fertigmontiert
- d) in axialer Ansicht auf die Längsachse A, fertigmontiert
- e) im Schnitt A-A nach Darstellung d
- f) im Schnitt B-B nach Darstellung d;
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7 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
siebten Ausführungsform
in verschiedenen Darstellungen
- a) in 3D-Darstellung,
vor der Montage
- b) in 3D-Darstellung, fertigmontiert;
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8 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
achten, gegenüber 7 nur
geringfügig
abgewandelten Ausführungsform
- a) in axialer Ansicht auf die Längsachse
A, fertigmontiert
- b) in radialer Ansicht, fertigmontiert
- c) im Schnitt C-C nach Darstellung a, fertigmontiert;
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9 zeigt
einen erfindungsgemäßen Lagerkäfig in einer
neunten Ausführung
in verschiedenen Darstellungen
- a) in 3D-Darstellung,
teilmontiert mit Sicherungselement
- b) in radialer Ansicht, teilmontiert
- c) in axialer Ansicht auf die Längsachse A, fertigmontiert
- d) in radialer Ansicht, fertigmontiert
- e) im Schnitt A-A nach Darstellung c während der Montage der zweiten
Sicherungsmittel;
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10 zeigt
einen Lagerkäfig
nach 3 mit Bemessungsangaben
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11 zeigt
den Abschnitt eines erfindungsgemäßen Kurbeltriebes bei der Montage
erfindungsgemäßer Lagerkäfige in
3D-Darstellung;
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12 zeigt
einen Kurbelwellenabschnitt des Kurbeltriebes nach 11 als
Einzelheit mit Bemessungsangaben
- a) in axialer
Ansicht
- b) in Seitenansicht;
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13 zeigt
ein ungeteiltes Pleuel des Kurbeltriebes nach 11 als
Einzelheit mit Bemessungsangaben
- a) in axialer
Ansicht
- b) in Seitenansicht
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14 zeigt eine Tabelle mit Bedeutungserklärungen zu
den in den 10 bis 13 verwendeten
Bemessungsangaben.
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Die
einzelnen Darstellungen der 1 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die an gleichartig ausgebildeten radialen ebenen Trennflächen 13, 14 zusammengesetzt
sind. Der Lagerkäfig 11 bildet
umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch Stirnringe 16, 17 des
Käfigs
und Stege 18 des Käfigs gebildet
werden. Die Fenster sind in Draufsicht etwa rechteckig zur Aufnahme
von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von Tellerfederringen 19, 20 axial
und radial gegeneinander gesichert, die in umlaufenden Einstichen 21, 22 einsitzen,
die jeweils eine nach innen abfallende konische Schulterfläche 23 und
eine konische Stirnfläche 24 umfassen.
Wie in den Darstellungen f1 und f2 gezeigt ist, wird in einer ersten
Montagephase jeweils ein Tellerfederring 19 entgegen seiner
Herstellform in seine zweite stabile Position durchgedrückt, in
der er jedoch unter erheblicher innerer Vorspannung steht und in
dieser Position gemäß Darstellung
f1 über
den Größtdurchmesser
der Schulterfläche 23 gedrückt, um
gemäß Darstellung
f2 danach in seine zweite stabile Position umzuschlagen, wobei er
in flächige
Anlage an der Stirnfläche 24 gelangt.
Hierbei soll noch eine Restvorspannung in den Tellerfederringen
aufrechterhalten sein, so daß die
beiden Teilringe 121 , 122 von den Federringen 19, 20 zentriert
und gegeneinander axial gesichert werden. Zur gegenseitigen axialen
Sicherung der Teilringe 121 , 122 sind zusätzlich in den Trennflächen 13, 14 jeweils
Halbbohrungen 25, 26 vorgesehen, die sich paarweise Halbbohrungen 25, 26 vorgesehen,
die sich paarweise zu einer Bohrung ergänzen und in die Madenschrauben 27, 28 eingesetzt
werden können.
Am Ende der Madenschrauben 27, 28 ist jeweils
ein Innensechskant 29, 30 erkennbar. Anstelle
der Madenschrauben 27, 28 können auch Paßstifte
verwendet werden, für
die entsprechende Halbbohrungen vorzusehen sind. Einzelheit Y nach
Darstellung f1 zeigt den Federring 19 während der Montage, Einzelheit
Z nach Darstellung f2 zeigt den Federring 19 nach der Montage.
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Die
einzelnen Darstellungen der 2 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben. Für gleiche Einzelheiten werden
die gleichen Bezugsziffern wie in 1 verwendet,
auf deren Beschreibung insoweit verwiesen wird.
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Alle
in 2 nicht besonders und im Detail dargestellten
Einzelheiten dieses erfindungsgemäßen Lagerkäfigs entsprechen der Ausführung nach 1.
Abweichend hiervon sind die Trennflächen 23, 24 der
Teilringe 121 , 122 jeweils
mit einer quer zur Längsachse
A des Lagerkäfigs 11 verlaufenden
Verzahnung 31, 32 versehen. Auf diese Weise greifen die
Teilringe 121 , 122 bezüglich einer
Axialverschiebung formschlüssig
ineinander ein, so daß die
Verzahnungen nach Aufbringen der Tellerfederringe 19, 20 eine
wirksame relative Axialsicherung der Teilringe bilden. Zur Montage
und Demontage der beiden Teilringe sind diese um das Maß der Zahnhöhe, das in
diesem Fall in der Einzelheit Z mit 0,3 mm angegeben ist, radial
voneinander zu entfernen. In dem zugehörigen Lageraußenring
ist ein entsprechend großes
Radialspiel auszubilden, so daß der
vorliegende Lagerkäfig
nur rollengeführt
oder innengeführt
ausgeführt
werden kann, nicht jedoch außengeführt.
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Die
einzelnen Darstellungen der 3 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die gemäß Einzelheit
Y aus Darstellung e an in der Art nach 2 ausgebildeten
Trennflächen 23, 24 zusammengesetzt sind.
Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch
Stirnringe 16, 17 des Käfigs und Stege 18 des
Käfigs
gebildet werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig
zur Aufnahme von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von Vierkantfederringen 19, 20 axial
und radial gegeneinander gesichert, die in umlaufenden Einstichen 213 , 223 einsitzen,
die eine nach innen abfallende konische Schulterfläche 233 und eine radiale Stirnfläche 243 umfassen. Wie in der Einzelheit Z
nach Darstellung e gezeigt ist, wird zur Montage jeweils der Federring 193 über
den Größtdurchmesser
der Ringschulter 233 gedrückt, um
in den Einstich 213 einzurasten.
Hierbei soll bei flächiger
Anlage an der Ringschulter 23 und an der Stirnfläche 24 noch
eine Restvorspannung aufrechterhalten sein soll, so daß die beiden
Teilringe 121 , 122 von
den Federringen 193 , 203 zentriert und gegeneinander axial
gesichert werden. Die bei der Montage jeweils vorliegenden Innenkanten
der Federringe 193 , 203 und Außenkanten der Einstiche 213 , 223 sind
gerundet.
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Wie
oben bereits erwähnt,
sind die Trennflächen 23, 24 der
Teilringe 121 , 122 jeweils
mit einer quer zur Längsachse
A des Lagerkäfigs 11 verlaufenden
Verzahnung 31, 32 versehen. Auf diese Weise greifen
die Teilringe 121 , 122 bezüglich einer Axialverschiebung
formschlüssig
ineinander ein, so daß sie nach
Aufbringen der Vierkantfederringe 193 , 203 eine wirksame relative Axialsicherung
der Teilringe bilden. Zur Montage und Demontage der beiden Teilringe sind
diese um das Maß der
Zahnhöhe,
das in diesem Fall in der Einzelheit Y mit 0,3 mm angegeben ist,
radial voneinander zu entfernen. In dem zugehörigen Lageraußenring
ist ein entsprechend großes
Radialspiel auszubilden, so daß der
vorliegende Käfig
nur rollengeführt
oder innengeführt
ausgeführt
werden kann, nicht jedoch außengeführt.
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Die
einzelnen Darstellungen der 4 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die gemäß Einzelheit
Z aus Darstellung f an in der Art nach 2 ausgebildeten
Trennflächen 23, 24 zusammengesetzt ist.
Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch
Stirnringe 16, 17 des Käfigs und Stege 18 des
Käfigs
gebildet werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig zur
Aufnahme von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von Rechteckfederringen 194 , 204 gegeneinander
gesichert, die in umlaufenden Einstichen 214 , 224 einsitzen, die eine innere zylindrische
Schulterfläche 234 und eine radiale Stirnfläche 244 umfassen. Wie in der Einzelheit Y
nach Darstellung f gezeigt ist, wird jeweils ein Federring 194 , 204 über eine
Innenfase der Ringschulter 23 gedrückt, um bei flächiger Anlage
auf der Ringschulter 234 und an
der Stirnfläche 244 noch eine Restvorspannung aufzuweisen,
so daß die
beiden Teilringe 121 , 122 von den Federringen 194 , 204 zentriert
werden. Zur Axialsicherung der Federringe 194 , 204 kann nach der Montage eine Verstemmung vorgenommen
werden, z.B. durch Körnerschläge Wie erwähnt, sind
die Trennflächen 23, 24 der
Teilringe 121 , 122 jeweils
mit einer quer zur Längsachse
A des Lagerkäfigs 11 verlaufenden
Verzahnung 31, 32 versehen. Auf diese Weise greifen
die Teilringe 121 , 122 bezüglich einer Axialverschiebung
formschlüssig ineinander
ein, so daß sie
nach Aufbringen der Federringe 194 , 204 eine wirksame relative Axialsicherung
der Teilringe bilden. Zur Montage und Demontage der beiden Teilringe
sind diese um das Maß der Zahnhöhe, das
in diesem Fall in der Einzelheit mit 0,3 mm angegeben ist, radial
voneinander zu entfernen. In dem Lageraußenring ist ein entsprechend
großes Radialspiel
auszubilden, so daß der
vorliegende Käfig
nur rollengeführt
oder innengeführt
ausgeführt werden
kann, nicht aber außengeführt.
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Die
einzelnen Darstellungen der 5 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die an gleichartig ausgebildeten radialen ebenen Trennflächen 13, 14 zusammengesetzt
ist. Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch Stirnringe 16, 17 des
Käfigs
und Stege 18 des Käfigs gebildet
werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig zur Aufnahme
von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von flachen umfangsgeteilten Federringen 331 , 332 , 341 , 342 axial
und radial gegeneinander gesichert, die in umlaufenden Einstichen 215 , 225 mit
Hinterschnitt an den Stirnflächen
des Lagerkäfigs
einsitzen. Wie in Darstellung a und b gezeigt ist, wird in einer
ersten Montagephase jeweils ein Halbfederring 331 , 332 von 180° Umfangserstreckung in einen
der Einstiche 215 , 225 in den Teilringen eingedreht, um nach
dem Aufeinandersetzen der Trennflächen 13, 14 um
einen Winkelbetrag um die Achse A verdreht zu werden. Hiernach überbrückt jeder
Halbfederring 331 , 332 , 341 , 342 beide Teilringe 121 , 122 gleichzeitig und kann mit einer eingedrehten Madenschraube 35, 36 in
seiner Umfangsstellung gesichert werden.
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Die
einzelnen Darstellungen der 6 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die an in Umfangsrichtung versetzten Trennflächen 37, 38,
die jeweils einen der Stirnringe 16, 17 teilen,
zusammengesetzt sind. Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch
die Stirnringe 16, 17 des Käfigs und Stege 18 des
Käfigs
gebildet werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig
zur Aufnahme von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von flachen umfangsgeteilten
Flanschringen 39, 40 axial und radial gegeneinander
gesichert, die mit Ringrippen 41, 42 in umlaufenden
Einstichen 216 , 226 in
den Stirnflächen
des Lagerkäfigs
einsitzen. Die Flanschringe 39, 40 überbrücken jeweils
beide Teilringe gleichzeitig, wobei sie mit Schrauben 357 , 367 gesichert
sind, die in jeden der Stege 18 gegenüberliegend eingedreht sind.
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Die
einzelnen Darstellungen der 7 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die an mit in Axialrichtung verlaufenden Schwalbenschwanzformationen
ausgebildeten Trennflächen 43, 44 zusammengesetzt
sind. Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch
Stirnringe 16, 17 des Käfigs und Stege 18 des
Käfigs
gebildet werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig
zur Aufnahme von Zylinderrollen und radial gegeneinander gesichert.
Zur gegenseitigen axialen und radialen Sicherung der Teilringe 121 , 122 sind
in den Trennflächen 43, 44 jeweils
Halbbohrungen 25, 26 vorgesehen, die sich paarweise
zu einer Bohrung ergänzen und
in die Paßstifte 27, 28 eingesetzt
sind.
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Die
einzelnen Darstellungen der 8 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs ist
nur geringfügig
abgewandelt gegenüber
der Ausführung nach 7.
Alle hier nicht erkennbaren oder angesprochenen Einzelheiten entsprechen
identisch denen nach 7. Es wird nur auf die Abweichungen Bezug
genommen. Anstelle der in 7 gezeigten Paßstiftes
sind in der hier vorliegenden Ausführung Stiftschrauben 45, 46 mit
Innensechskant verwendet, dementsprechend sind die Durchgangsbohrungen mit
einem Innengewinde ausgestattet.
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Die
einzelnen Darstellungen der 9 werden
nachstehend gemeinsam beschrieben, sofern nicht auf einzelne Darstellungen
besonders Bezug genommen wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Lagerkäfig 11,
der in allen Darstellungen ohne eingesetzte Wälzkörper dargestellt ist, umfaßt zwei
Teilringe 121 , 122 von
jeweils 180° Umfangserstreckung,
die gemäß Einzelheit
Y aus Darstellung e an in der Art nach 2 ausgebildeten
Trennflächen 23, 24 zusammengesetzt sind.
Der Lagerkäfig
bildet umfangsverteilte Fenster oder Taschen 15, die durch
Stirnringe 16, 17 des Käfigs und Stege 18 des
Käfigs
gebildet werden. Die Fenster sind etwa in Draufsicht rechteckig
zur Aufnahme von Zylinderrollen. Die Teilringe 121 , 122 werden von Seegerringen 19, 20 axial
und radial gegeneinander gesichert, die in umlaufenden Einstichen 219 , 229 mit
Rechteckquerschnitt einsitzen, die eine zylindrische Ringschulter 239 und eine radiale Stirnfläche 249 umfassen. Wie in der Einzelheit Z
nach Darstellung e gezeigt ist, wird zur Montage jeweils der Federring 199 über
den Größtdurchmesser
der Ringschulter 239 gedrückt, um
in den Einstich 219 einzurasten.
Hierbei soll bei vollständigem
Einsitzen in den Einstichen 219 , 229 noch eine Restvorspannung aufrechterhalten
sein soll, so daß die
beiden Teilringe 121 , 122 von den Federringen 199 , 209 zentriert
und gegeneinander axial gesichert werden. Die als Seegerringe ausgeführten Federringe 199, 209 sind
wie bekannt am Umfang geteilt und weisen Bohrungen 47, 48 zum
Ansetzen eines Zangenwerkzeugs auf, mit dem sie zur Montage und
Demontage radial aufgespreizt werden können.
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Wie
oben bereits erwähnt,
sind die Trennflächen 23, 24 der
Teilringe 121 , 122 jeweils
mit einer quer zur Längsachse
A des Lagerkäfigs 11 verlaufenden
Verzahnung 31, 32 versehen. Auf diese Weise greifen
die Teilringe 121 , 122 bezüglich einer Axialverschiebung
formschlüssig
ineinander ein, so daß sie nach
Aufbringen der Seegerringe 199 , 209 eine wirksame relative Axialsicherung
der Teilringe bilden. Zur Montage und Demontage der beiden Teilringe
sind diese um das Maß der
Zahnhöhe,
das in diesem Fall in der Einzelheit Y mit 0,3 mm angegeben ist,
radial voneinander zu entfernen. In dem zugehörigen Lageraußenring
ist ein entsprechend großes
Radialspiel auszubilden, so daß der
vorliegende Käfig
nur rollengeführt
oder innengeführt
ausgeführt
werden kann, nicht jedoch außengeführt.
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In 10 sind
an einem Lagerkäfig
nach 3 folgende Maßangaben
eingezeichnet:
- DK:
- Käfigaußendurchmesser
- dK:
- Käfiginnendurchmesser
- BK:
- Käfigbreite
- BK,
SR:
- Käfigseitenrandbreite
- bKT:
- Käfigtaschenbreite
- IKT:
- Käfigtaschenlänge
- sK,R:
- radiale Käfigdicke
- DSP:
- Spannringaußendurchmesser
- dSP:
- Spannringinnendurchmesser
- BSP:
- Spannringbreite.
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11 zeigt
einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Kurbeltriebs 51 mit
einer ungeteilten Kurbelwelle 61, auf der Lager mit erfindungsgemäßen Lagerkäfigen verwendet
werden und an der ein ungeteiltes Pleuel 71 Verwendung
findet. Die Kurbelwelle läßt einen
abgebrochen dargestellten Grundzapfen 62 und einen vollständigen Grundzapfen 63 erkennen,
der von einem ungeteilten Lageraußenring 64, der über die
Kurbelwelle 61 aufgefädelt
ist, umgeben wird. Zwischen den genannten Grundzapfen 62 und 63 befindet
sich ein über
Kurbelwangen 65, 66 angebundener Hubzapfen 68.
An den Grundzapfen 63 schließt sich über eine weitere Kurbelwange 67 ein
abgebrochen dargestellter Hubzapfen 69 an. Der erstgenannte
Hubzapfen 68 wird vom großen ungeteilten Pleuelauge 72 des
Pleuels 71 umgeben, das ebenfalls in Längsrichtung auf die Kurbelwelle 51 aufgefädelt ist.
Am Pleuel 71 sind weiterhin der Schaft 73 und
das kleinere Kolbenbolzenauge 74 erkennbar. Um den Grundzapfen 62 ist
ein unterer Teilring 122 eines
nicht vollständigen
erfindungsgemäßen Lagerkäfigs gelegt,
der Wälzkörper enthält.
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In
den Ringspalt zwischen Pleuelauge 72 und dem Hubzapfen 68 ist
ein Teilring 121 eines erfindungsgemäßen Lagerkäfigs eingeführt, der
ebenfalls die zugehörigen
Wälzkörper bereits
enthält.
Es ist verständlich,
daß der
Teilring 121 axial in das Pleuelauge 72 eingeschoben
werden kann, so daß er
mit dessen Stirnflächen
im wesentlichen bündig
liegt, daß dann
bei festgehaltener Kurbelwelle der Teilring 121 um
180° zwischen
Pleuelauge 72 und Kurbelzapfen 68 verdreht werden
kann und daß dann
ein zweiter Teilring in den Freiraum, der so entstanden ist, in gleicher
Weise ergänzend
eingeschoben werden kann, wie der hier gezeigte Teilring 121 . Danach werden die beiden Ringhälften mit
den gezeigten Schrauben 70 axial gegeneinander gesichert.
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Am
zweiten Grundzapfen 63 ist ein erster oberer Teilring 121' bereits
zwischen Lageraußenring 64 und
Grundzapfen 63 montiert, wobei er aus der Position, in
der sich nunmehr ein zweiter Teilring 122' befindet, in
den Ringspalt zwischen Lageraußenring 64 und
Grundzapfen 63 zunächst
axial eingeschoben und dann um 180° in seine dargestellte Position
gedreht worden ist. Der Lagerkäfig
wird nun durch axiales Ein schieben des zweiten Teilrings 122' ergänzt, wobei
die beiden Teilringe einen vollständigen Lagerkäfig bilden
und durch die Schrauben 70 axial gegeneinander gesichert
werden. Alle dargestellten Teilringe des Lagerkäfigs enthalten bereits die
entsprechenden Wälzkörper in
den nicht näher
bezeichneten Käfigfenstern.
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In 12 ist
der Kurbelwellenabschnitt 61 nach 11 in
axialer Ansicht (a) und in Seitenansicht (b) senkrecht zu der durch
die Achsen von Grundzapfen und Hubzapfen aufgespannten Ebene dargestellt.
Gleiche Einzelheiten werden mit gleichen Bezugsziffern wie in 11 bezeichnet.
Auf die vorausgehende Beschreibung wird insoweit Bezug genommen.
Die Ansicht ist allerdings seitenverkehrt im Verhältnis zu 11.
Es sind insbesondere der abgeschnitten dargestellte Grundzapfen 62 und
der abgeschnitten dargestellte Hubzapfen 68 gezeigt. An den
Kurbelwangen 65, 66 und 67 sind jeweils
Anschraubflächen 81, 82, 83 für Gegengewichte
erkennbar, die nach der Montage des ungeteilten Pleuels 71 und
des ungeteilten Lagerrings 64 auf der Kurbelwelle 51 montiert
werden können.
An der Kurbelwelle 61 sind die folgenden Einzelheiten vermaßt, zu denen
bevorzugte Größenverhältnisse
in der allgemeinen Beschreibung angegeben sind.
- BKröpf:
- geringste Breite der
Kröpfung
bzw. Kurbelwelle senkrecht zur Ebene durch die Längsachsen von Grundzapfen und
Pleuelzapfen,
- DHI:
- Durchmesser Haupt-
oder Grundlager,
- BW:
- Breite einer Kurbelwange
bzw. Kröpfung
in Axialrichtung,
- BHI:
- Breite eines Hauptlagers
in axialer Richtung,
- DHZ:
- Durchmesser des Hubzapfens,
- BHZ:
- Breite eines Hubzapfens,
- SW:
- Breite zwischen zwei
Kurbelwangen auf Höhe
der Kurbelwellenachse.
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In 13 sind
gleiche Bezugsziffern wie in 11 verwendet,
auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird. Im Einzelnen
ist das große ungeteilte
Pleuelauge 72 des Pleuels 71, der Schaft 73 und
das Lagerbolzenauge 74 erkennbar. Das Pleuel kann einen
separat eingepreßten
Lageraußenring 74 umfassen.
Folgende Maßangaben
sind eingezeichnet:
- BPI:
- maximale Breite des
Pleuels im Bereich des Pleuelauges 72,
- dPI:
- Innendurchmesser des
Lageraußenrings 74,
- DPI:
- Außendurchmesser des Pleuelauges 72.
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In 14 sind die in den 10, 12 und 13 verwendeten
Maßangaben
in tabellarischer Übersicht
mit ihrer Wortbedeutung aufgeführt.
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Bevorzugte
Verhältnisse
dieser Größen sind in
den Patentansprüchen
und in der allgemeinen Beschreibung genannt.
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- 11
- Lagerkäfig
- 12
- Teilring
- 13
- Trennfläche
- 14
- Trennfläche
- 15
- Fenster
- 16
- Stirnring
- 17
- Stirnring
- 18
- Steg
- 19
- Federring
- 20
- Federring
- 21
- Einstich
- 22
- Einstich
- 23
- Trennfläche
- 24
- Trennfläche
- 25
- Halbbohrung
- 26
- Halbbohrung
- 27
- Madenschraube
- 28
- Madenschraube
- 29
- Innensechskant
- 30
- Innensechskant
- 31
- Verzahnung
- 32
- Verzahnung
- 33
- Flachring
- 34
- Flachring
- 35
- Madenschraube
- 36
- Madenschraube
- 37
- Trennfläche
- 38
- Trennfläche
- 39
- Flanschring
- 40
- Flanschring
- 41
- Ringrippe
- 42
- Ringrippe
- 43
- Trennfläche
- 44
- Trennfläche
- 45
- Stiftschraube
- 46
- Stiftschraube
- 47
- Bohrung
- 48
- Bohrung
- 51
- Kurbeltrieb
- 61
- Kurbelwelle
- 62
- Hauptlagerzapfen
- 63
- Hauptlagerzapfen
- 64
- Lageraußenring
- 65
- Kurbelwange
- 66
- Kurbelwange
- 67
- Kurbelwange
- 68
- Hubzapfen
- 69
- Hubzapfen
- 71
- Pleuel
- 72
- Pleuelauge
- 73
- Stange
- 74
- Kolbenbolzenauge
- 81
- Anschraubfläche
- 82
- Anschraubfläche
- 83
- Anschraufläche
- DK
- Käfigaußendurchmesser
- dK
- Käfiinnendurchmesser
- BK
- Käfigbreite
- BK,SR
- Käfigseitenrandbreite
- bKT
- Käfigtaschenbreite
- IKT
- Käfigtaschenlänge
- sK,R
- radiale
Käfigdicke
- DSP
- Spannringeaußendurchmesser
- dSP
- Spannringinnendurchemesser
- BSP
- Spannringbreite
- DPI
- Außendurchmesser
gr. Pleuelauge
- dPI
- Durchmesser
gr. Pleuelauge
- BPI
- Pleuelbreite
(am großen
Auge)
- BKröpf
- Kröpfungsbreite
- BW
- Kurbelwangenbreite
- BHL
- Breite
Hauptlagerzapfen
- DHL
- Durchmesser
Hauptlagerzapfen
- DHZ
- Durchmesser
Pleuelzapfen
- DR
- Rollendurchmesser
- SpK,r
- (=
dPI – DK) rad. Kafigspiel im Pleuel