DE102008007780B4 - Lageranordnung und Verfahren zum verspannen eines Lagerrings - Google Patents

Lageranordnung und Verfahren zum verspannen eines Lagerrings Download PDF

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Abstract

Lageranordnung mit einem Lagersitz (10) und einem auf oder in den Lagersitz (10) gesteckten Lagerring (12) eines Wälzlagers (14) sowie mit einem auf ein Gewinde (16) des Lagersitzes (10) aufgeschraubten Schraubring (18) zum Befestigen und Verspannen des Lagerrings (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubring (18) als abgescherter Schraubring (18) einer Abrissmutter (20) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Verspannen eines Lagerrings nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Aus dem Stand der Technik sind Lageranordnungen mit einem Lagersitz und einem auf den Lagersitz gesteckten Lagerring eines Wälzlagers bekannt. Der Lagersitz ist mit einem Gewinde ausgestattet und ein Schraubring ist zum Befestigen und Verspannen des Lagerrings auf den Lagersitz bzw. auf das Gewinde des Lagersitzes aufgeschraubt.
  • Aus der US 5 342 130 A ist der Wälzlagerinnenring eines Radlagers eines nicht angetriebenen Rades mittels einer Wellenmutter auf einem mit einem Absatz ausgebildeten Ende einer Achse befestigt, wobei das Achsende für das Aufschrauben der Achsmutter mit einem entsprechenden Gewinde ausgebildet ist. Entsprechendes ist aus der DE 196 25 343 C1 für ein angetriebenes Rad bekannt.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine permanente und nachträglich nicht oder zumindest nur schwer zu öffnende Verschraubung eines Wälzlagers mit einem Lagersitz bereitzustellen, und zwar insbesondere in einer besonders Bauraum sparenden Weise.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung geht insbesondere aus von einer Lageranordnung mit einem Lagersitz und einem auf oder in den Lagersitz aufgesteckten oder eingesteckten Lagerring eines Wälzlagers. Die Lageranordnung umfasst ferner einen auf ein Gewinde des Lagersitzes aufgeschraubten Schraubring zum Befestigen des Lagerrings.
  • Es wird vorgeschlagen, dass der Schraubring als abgescherter Schraubring einer Abrissmutter ausgebildet ist. Die Verwendung einer Abrissmutter, die auch als Hi-Lok-Mutter bezeichnet wird, ermöglicht eine präzise Bestimmung des Schrauben-Anzugsmoments ohne die Verwendung von das Drehmoment messenden Schraubwerkzeugen. Da ein Bereich mit einer Werkzeugangriffsstruktur der Abrissmutter nach dem Verschrauben des Schraubrings abschert und entfernt werden kann, kann Bauraum, der nach dem Stand der Technik zum Ansetzen von Werkzeugen bereitgehalten werden muss, eingespart werden.
  • Da insbesondere in Radlagereinheiten einerseits der Bauraum sehr knapp ist und andererseits eine über das Drehmoment der Verschraubung bestimmte Vorspannung sehr wichtig für die Laufeigenschaften ist, kommen in dieser speziellen Anwendung die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen. Ein unkontrolliertes Öffnen der Verschraubung der Lageranordnung mit dem Lagersitz und damit einhergehende Gefahrenpotenziale können durch die Verwendung der Abrissmutter reduziert werden.
  • Der Erfindungsgedanke ist insbesondere in solchen Lageranordnungen vorteilhaft einsetzbar, in denen der Lagersitz als Tragzapfen oder Traghülse zum Tragen eines Innenrings des Wälzlagers und das Gewinde als Außengewinde ausgebildet sind.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Abrissmutter einen ersten axialen Bereich mit einer Werkzeugangriffsstruktur und einen zweiten, den Schraubring bildenden axialen Bereich sowie eine zwischen dem ersten axialen Bereich und dem zweiten axialen Bereich angeordnete Sollbruchstelle umfasst. Die Sollbruchstelle schert ab, wenn ein Solldrehmoment über die Sollbruchstelle auf den Schraubring übertragen wird. Die Sollbruchstelle kann ein Bereich mit einer reduzierten Materialdicke, eine Löt- oder Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung sein. Ferner kann die Sollbruchstelle von einem Kunststoffring gebildet sein.
  • Angriffspunkte für Werkzeuge können vermieden werden, wenn der Schraubring eine kreisförmige Außenkontur aufweist und frei von Werkzeugangriffstrukturen wie Löchern, Abflachungen oder dergleichen ist.
  • Wegen der präzise definierbaren, durch den Schraubring erzeugten, axialen Vorspannkraft ist der Erfindungsgedanke insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn das Wälzlager als zweireihiges Wälzlager mit wenigstens einem geteilten Lagerring ausgebildet ist.
  • Die erhöhte Sicherheit der erfindungsgemäßen Lageranordnung kann als neuartiges Sicherheitskonzept insbesondere in Lastkraftwagen-Radlagern verwendet werden. Dabei kann das Wälzlager insbesondere als zweireihiges Kegelrollenlager und der Lagerring als geteilter Lagerinnenring ausgebildet sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verspannen eines Lagerrings eines Wälzlagers auf einem Lagersitz mit einem Gewinde. Der Lagerring wird auf den Lagersitz aufgesteckt und ein Schraubring wird mit einem vorgegebenen Drehmoment auf das Gewinde aufgeschraubt.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine Abrissmutter mit einem ersten axialen Bereich mit einer Werkzeugangriffsstruktur und mit einem zweiten, den Schraubring bildenden axialen Bereich sowie mit einer den ersten axialen Bereich und den zweiten axialen Bereich verbindenden Sollbruchstelle verwendet wird. Die Abrissmutter wird angezogen, bis bei dem Aufschrauben des Schraubrings die Sollbruchstelle abschert. Dies ist der Fall, wenn ein Solldrehmoment über die Sollbruchstelle auf den Schraubring übertragen wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Lageranordnung mit einem Lagersitz und einem auf oder in den Lagersitz aufgesteckten oder eingesteckten Lagerring sowie mit einer Abrissmutter in einem Zustand während der Montage,
  • 2 die Lageranordnung aus 1 in einem fertig montierten Zustand und
  • 3 eine Abrissmutter in einer Detaildarstellung.
  • 1 zeigt eine Lageranordnung mit einem Lagersitz 10 bzw. einer Traghülse eines Lastkraftwagen-Radlagers. Auf den Lagersitz 10 ist ein geteilter, als Lagerinnenring ausgebildeter Lagerring 12 aufgesteckt, der durch einen Schraubring 18 gesichert ist. Der Schraubring 18 ist auf ein Gewinde 16 des Lagersitzes 10 aufgeschraubt und ist als abgescherter Schraubring 18 (2) einer Abrissmutter 20 ausgebildet.
  • 1 zeigt die Lageranordnung während der Montage. Die Abrissmutter 20 umfasst einen ersten axialen Bereich 22, der eine als Sechskant-Außenkontur ausgebildete Werkzeugangriffsstruktur 28 umfasst. Ein zweiter axialer Bereich der Abrissmutter 20 bildet den Schraubring 18. Der erste axiale Bereich 22 und der Schraubring 18 sind über eine Sollbruchstelle 24 miteinander verbunden.
  • 3 zeigt die Abrissmutter 20 in einer detaillierteren Darstellung. Es ist erkennbar, dass die Sollbruchstelle 24 als ein Bereich mit einer besonders dünnen Materialstärke ausgebildet ist. Wenn ein an den ersten axialen Bereich 22 angreifendes Werkzeug mindestens ein Sollmoment erzeugt, schert die Sollbruchstelle 24, deren Materialstärke entsprechend gewählt ist, ab, so dass sich der erste axiale Bereich 22 von dem Schraubring 18 löst. Der auf den Lagersitz 10 verbleibende Schraubring 18 ist damit nicht mehr bzw. nicht mehr mit einem einfachen Schraubwerkzeug lösbar.
  • Der Schraubring 18 weist eine kreisförmige Außenkontur 26 auf, die frei von Werkzeugangriffsstrukturen ist. Das Wälzlager 14, das den Innenring 12 umfasst, ist als zweireihiges Kegelrollenlager in O-Anordnung ausgebildet und umfasst neben dem Innenring 12 einen Außenring 30. Zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 30 sind zwei Reihen von kegelstumpfförmigen Wälzkörpern 32 angeordnet. Die Wälzkörper 32 sind durch hier nicht dargestellte Dichtungselemente vor Verschmutzungen von außen geschützt.
  • 2 zeigt die Lageranordnung in einem fertig montierten Zustand. Es ist erkennbar, dass der erste axiale Bereich 22 von dem Schraubring 18 gelöst ist, so dass für die Werkzeugangriffsstruktur 28 des ersten axialen Bereichs 22 kein Bauraum bereitgehalten werden muss.
  • Die Lageranordnung gemäß der Erfindung wird in einem Lastkraftwagen-Radlager einer Tragkraft von mehreren Tonnen eingesetzt. Die Lageranordnung umfasst einen als Traghülse ausgebildeten Lagersitz 10, ein Wälzlager 14 mit einem geteilten Innenring 12 und einen als Sicherungsschraube ausgebildeten Schraubring 18, der den Innenring 12 axial mit dem Lagersitz 10 verspannt.
  • Der Lagersitz 10 des Lastkraftwagen–Radlagers hat einen Durchmesser von wenigen bis einigen Zentimetern und das Lastkraftwagen-Radlager ist für Traglasten von mehreren Tonnen ausgelegt. Die Vorspannung der zweireihigen Kegelrollenlagerung in O-Anordnung ist dabei durch das Drehmoment des Schraubrings 18 bestimmt. Die Wälzkörper 32 des Wälzlagers 14 sind dann unter besagter Vorspannung zum Abrollen auf den Laufbahnen des Innenrings 12 und des Außenrings 30 vorgesehen.
  • Der Erfindungsgedanke ist selbstverständlich auch zum Verschrauben von Lageraußenringen, insbesondere zum Verschrauben von geteilten Lageraußenringen, in entsprechenden Lagersitzen anwendbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Lagersitz
    12
    Lagerring
    14
    Wälzlager
    16
    Gewinde
    18
    Schraubring
    20
    Abrissmutter
    22
    Bereich
    24
    Sollbruchstelle
    26
    Außenkontur
    28
    Werkzeugangriffsstruktur
    30
    Außenring
    32
    Wälzkörper

Claims (8)

  1. Lageranordnung mit einem Lagersitz (10) und einem auf oder in den Lagersitz (10) gesteckten Lagerring (12) eines Wälzlagers (14) sowie mit einem auf ein Gewinde (16) des Lagersitzes (10) aufgeschraubten Schraubring (18) zum Befestigen und Verspannen des Lagerrings (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubring (18) als abgescherter Schraubring (18) einer Abrissmutter (20) ausgebildet ist.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz (10) als Tragzapfen und das Gewinde (16) als Außengewinde ausgebildet ist.
  3. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrissmutter (20) einen ersten axialen Bereich (22) mit einer Werkzeugangriffsstruktur (28) und einen zweiten, den Schraubring (18) bildenden axialen Bereich sowie eine zwischen dem ersten axialen Bereich (22) und dem zweiten axialen Bereich angeordnete Sollbruchstelle (24) umfasst, wobei die Sollbruchstelle (24) abschert, wenn ein Solldrehmoment über die Sollbruchstelle (24) auf den Schraubring (18) übertragen wird.
  4. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubring (18) eine kreisförmige Außenkontur (26) aufweist.
  5. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubring (18) frei von Werkzeugangriffsstrukturen ist.
  6. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (14) als zweireihiges Wälzlager (14) mit wenigstens einem geteilten Lagerring (12) ausgebildet ist.
  7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (14) als zweireihiges Kegelrollenlager in einem Lastkraftwagen-Radlager und der Lagerring (12) als geteilter Lagerinnenring ausgebildet ist.
  8. Verfahren zum Verspannen eines Lagerrings (12) eines Wälzlagers (14) auf einem Lagersitz (10) mit einem Gewinde (16), wobei der Lagerring (12) auf den Lagersitz (10) aufgesteckt wird und ein Schraubring (18) mit einem vorgegebenen Drehmoment auf das Gewinde (16) aufgeschraubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abrissmutter (20) mit einem ersten axialen Bereich (22) mit einer Werkzeugangriffsstruktur (28) und mit einem zweiten, den Schraubring (18) bildenden axialen Bereich sowie mit einer zwischen dem ersten axialen Bereich (22) und dem zweiten axialen Bereich angeordneten Sollbruchstelle (24) verwendet wird, wobei die Sollbruchstelle (24) abschert, wenn bei dem Aufschrauben des Schraubrings (18) ein Solldrehmoment über die Sollbruchstelle (24) auf den Schraubring (18) übertragen wird.
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