DE102009041373A1

DE102009041373A1 - Montagewerkzeug

Info

Publication number: DE102009041373A1
Application number: DE200910041373
Authority: DE
Inventors: Thomas Dittrich
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-09-12
Filing date: 2009-09-12
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Montagewerkzeug zur Bewegung eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteil, welches eine Gewindebohrung aufweist, mit einem Stift, der an seinem ersten Ende ein Außengewinde und an seinem zweiten Ende eine Passform zur Übertragung eines Drehmomentes aufweist und mit einer Passhülse, die auf dem Stift verschiebbar ist, wobei die Passhülse mit einer Gleiteinrichtung versehen ist, die mit geringer Reibung auf dem Stift gleitet. Damit wird die Montage und Wartung bei großen, schweren und sperrigen Bauteilen durch passgenaue Führung der zu bewegenden Teile erheblich erleichtert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und ist insbesondere bei der Handhabung großer sperriger Bauteile beziehungsweise schwerer Bauteile einsetzbar.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Montagewerkzeug beziehungsweise ein Hilfswerkzeug zur Montage oder Demontage von Bauteilen an schwer zugänglichen Stellen wie beispielsweise an den Köpfen von Windturbinen und ähnlichen Einrichtungen.
Für die Montage, Demontage und Wartung von Maschinenteilen ist eine Vielzahl von Montagewerkzeugen und Hilfswerkzeugen bekannt. Speziell für die Demontage von Lagern sind so genannte Abziehvorrichtungen bekannt, die an Lagern abgestützt werden, üblicherweise durch Verschraubung und die ein gleichmäßiges Abziehen von Kugellagern oder einzelnen Lagerringen erlauben.
Beispielsweise ist aus dem Deutschen Gebrauchsmuster DE 202005002185 U1 eine Vorrichtung zur variablen Demontage und Montage von Achsbauteilen, insbesondere eines Radlagergehäuses bekannt geworden, bei der eine Vorrichtung mit einer Zugplatte, einer Presseinrichtung und einer Stützplatte über Schrauben an einem zu wartenden Achskörper befestigbar sind.
Die bekannte Vorrichtung dient im Wesentlichen dazu, entsprechende Auszugskräfte für die Demontage eines Lagers aufzubringen und diese gleichmäßig und kontrolliert steuern und abfangen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Montagewerkzeug zu schaffen, das es erlaubt, entsprechende zu montierende oder zu demontierende Bauteile in möglichst einfacher Form kontrolliert zu handhaben und wenigstens ein Stück weit von ihrem Montageort zu entfernen und zu halten.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Um ein erstes Bauteil gegenüber einem zweiten Bauteil zu bewegen, welches eine Gewindebohrung aufweist, weist das Montagewerkzeug gemäß der Erfindung einen Stift auf, der an seinem ersten Ende ein Außengewinde und an seinem zweiten Ende eine Passform zur Übertragung eines Drehmomentes aufweist. Dieser Stift kann in die Gewindebohrung des zweiten Bauteils eingeschraubt werden.
Weiter sieht die Erfindung eine Passhülse vor, die auf dem Stift verschiebbar ist, wobei die Passhülse mit einer Gleiteinrichtung versehen ist, die mit geringer Reibung auf dem Stift gleitet. Diese Passhülse ist derart eingerichtet, dass sie in eine Durchgangsöffnung des ersten Bauteils, die von dem Stift durchsetzt ist, eingeschoben werden kann und dort eine Gleitführung zwischen dem ersten Bauteil und dem Stift mit geringer Reibung realisiert. Somit bildet der Stift zusammen mit der Passhülse ein Werkzeug, das das Gleiten des ersten Bauteils gegenüber dem zweiten Bauteil in komfortabler Weise erlaubt, auch wenn das erste Bauteil an sich schwierig zu handhaben, beispielsweise schwer ist.
Die Erfindung kann zum Beispiel vorteilhaft bei großen Lagern verwendet werden um entsprechende Lagergehäusedeckel oder Lagerringe oder ein komplettes Lager gegenüber dem Lagerbock gleiten zu lassen und damit beispielsweise von der Lagerbohrung ein Stück weit zu entfernen und zur Wartung einen einfachen Zugang zu erlauben.
Vorteilhaft sind dazu am Umfang des Lagers beziehungsweise Lagerdeckels mehrere entsprechende Stifte mit Passhülsen vorgesehen.
Als entsprechende Gewindebohrungen können beispielsweise die für die Befestigung des Lagerdeckels oder eines anderen Lagerbauteils vorgesehenen Gewindebohrungen in dem zweiten Bauteil, also beispielsweise einem Lagerbock, nach Entfernung der Befestigungsschrauben genutzt werden. Entsprechend können auch die Durchgangsbohrungen des ersten Bauteils, die im Betrieb von Befestigungsschrauben durchsetzt sind, für den Durchgang des Stiftes und der Passhülse genutzt werden. Jeder Stift weist dafür einen Durchmesser auf, der geringer ist als der Durchmesser der durchgehenden Bohrung des ersten Bauteils, so dass die Passhülse passgenau zwischen den Stift und die Durchgangsbohrung eingefügt werden kann.
Um eine zuverlässige Positionierung der Passhülse gegenüber dem ersten Bauteil zu gewährleisten, kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass die Passhülse an ihrem dem zweiten Ende des Stiftes zugewandten Ende einen Außenflansch aufweist. Die Passhülse kann dann in die Ausnehmung des ersten Bauteils so weit eingeführt werden, bis dass der Außenflansch an dem ersten Bauteil anliegt und darauf kann das erste Bauteil mit der Passhülse gemeinsam auf dem Stift verschoben werden.
Um die Reibung gegenüber dem Stift zu vermindern, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Gleiteinrichtung einen Kunststoffring aufweist.
Dieser Kunststoffring kann beispielsweise aus Polytetrafluorethylen bestehen oder diesen Stoff enthalten. Ebenso denkbar sind andere Kunststoffe, die entsprechend geringe Reibung gegenüber der Stiftoberfläche aufweisen, wobei der Stift vorteilhaft aus Stahl oder einer stabilen Metalllegierung, insbesondere einer Eisenlegierung besteht. Der Stift kann seinerseits zusätzlich oberflächengehärtet sein.
Alternativ dazu kann die Gleiteinrichtung auch ein Linearkugellager aufweisen oder allgemein ein Linearwälzlager, bei dem die Wälzkörper auch andere Formen aufweisen können.
Es kann vorteilhaft zudem vorgesehen sein, dass der Außenflansch wenigstens eine Aufnahme für einen Magneten aufweist. Konkret kann dazu auch vorgesehen sein, dass der Außenflansch auf seiner dem ersten Ende des Stiftes zugewandten Seite eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines oder mehrerer Magnete aufweist.
In dem Fall, dass das erste Bauteil aus einem magnetischen Material besteht, kann somit die Passhülse mittels Magneten an dem ersten Bauteil festgehalten werden, so dass sich die Passhülse nicht bei der Bewegung gegenüber dem ersten Bauteil verschiebt.
Zur leichteren Handhabbarkeit des Montagewerkzeugs kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Stift zu seinem Ende hin konisch zuläuft. Dies erleichtert das Aufschieben des ersten Bauteils auf den Stift, sei es dass die Passhülse bereits in die Ausnehmung des ersten Bauteils eingeführt ist oder dass dies später geschieht, wenn das erste Bauteil auf den Stift aufgesetzt ist. Entsprechendes gilt für eine Mehrzahl von Stiften und Passhülsen, wenn mehrere Stifte zur Führung des ersten Bauteils vorgesehen sind.
Zum vereinfachten Einschrauben des Stiftes in die Gewindebohrung des zweiten Bauteils kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Stift an seinem zweiten Ende eine Innensechskantöffnung aufweist. Diese hat den Vorteil, dass sie das Aufbringen eines Drehmomentes auf den Stift ermöglicht, ohne dass dabei dessen äußere Kontur verändert werden muss, so dass das Aufschieben des ersten Bauteils auf den Stift nicht erschwert wird. Denkbar wäre auch, wenn statt dessen eine beidseitige gegenüberliegende Abflachung zur Aufnahme eines Gabelschlüssels vorgesehen ist, mit welchem das Drehmoment zur Befestigung auf den Stift übertragen wird.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verschieben eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil eine durchgehende Öffnung aufweist, die mit einer Gewindebohrung des zweiten Bauteils in fluchtende Position bringbar ist, bei dem ein Stift durch die durchgehende Öffnung geschoben wird und in der Gewindebohrung verschraubt und zwischen den Stift und die Wand der durchgehenden Öffnung eine Passhülse mit einer Gleiteinrichtung geschoben wird. Dieses Verfahren kann sowohl beim Demontieren eines ersten Bauteils als auch beim Montieren des ersten Bauteils angewendet werden. Der einzige Unterschied kann darin bestehen, dass bei der Montage zuerst der Stift in die Gewindebohrung des zweiten Bauteils eingeschraubt und dann das erste Bauteil auf den Stift geschoben wird. Die Passhülse kann entweder schon vorher in die Öffnung des ersten Bauteils eingeschoben sein oder nach Aufschieben des ersten Bauteils auf den Stift zwischen diesen und die Innenwand der durchgehenden Öffnung im ersten Bauteil eingeschoben werden. Darauf kann der Außenflansch der Passhülse mittels Magneten an dem ersten Bauteil befestigt werden.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Lager mit einem ersten Lagerbauteil, das wenigstens eine durchgehende Öffnung aufweist, die mit einer Gewindebohrung in einem zweiten Lagerbauteil in fluchtende Position bringbar ist. Die Aufgabe, das erste Lagerbauteil gegenüber dem zweiten Lagerbauteil komfortabel verschiebbar zu machen, wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Stift, der an seinem ersten Ende ein Außengewinde aufweist und der durch die durchgehende Bohrung ragt und in dem zweiten Bauteil verschraubt ist, mit einer zwischen dem Stift und der Wand der ersten durchgehenden Bohrung positionierten Passhülse, die eine Gleiteinrichtung aufweist.
Mittels der Erfindung ist es ermöglicht, Montagearbeiten an schweren und unhandlichen Bauteilen beispielsweise großen Lagern, wie sie bei Windturbinen eingesetzt werden, durchzuführen und dabei die Bauteile trotz hohen Gewichts zuverlässig und genau zu positionieren und einfach zu handhaben. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Ort, an dem die Montage oder Wartung stattfindet schlecht zugänglich ist, so dass die Wartung von wenigen Personen, insbesondere nur einer einzigen Person ausgeführt werden muss. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung dargestellt und nachfolgend erläutert.
Dabei zeigt
1 in einem Längsschnitt eine Lageranordnung mit einem Lagerdeckel;
2 einen Lagerdeckel in einer Draufsicht;
3 einen Lagerdeckel auf einem Lagergehäuse in einer Queransicht;
4 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs im Schnitt;
5 schematisch eine Passhülse auf einer Welle;
6 eine erste Passhülse;
7 eine zweite Ausführungsform der Passhülse;
8 eine dritte Ausführungsform der Passhülse;
9 eine vierte Ausführungsform der Passhülse.
1 zeigt in einem Längsschnitt ein Gehäuse 1 für ein Radialwälzlager 2 (auch Radiallager genannt), das einen äußeren Lagerring 3 sowie einen inneren Lagerring 4 und Wälzkörper 5 in Form von Kugeln aufweist. Das Radiallager 2 ist in die Lagerbohrung 6 des Gehäuses 1 eingefügt und führt eine Welle 7 drehbar gegenüber dem Gehäuse 1. Denkbar wäre natürlich auch, wenn das Gehäuse 1 z. B. um die Welle 7 drehbar ist, sofern z. B. ein rotationssymmetrischer Aufbau des Gehäuses, ähnlich einer Nabenlagerung am Fahrrad, gegeben ist.
Ein Lagerdeckel 8 schließt die Lagerbohrung 6 zum Ende hin hermetisch dicht ab. Der Lagerdeckel 8 ist mittels Schrauben 9, die an seinem Umfang verteilt sind, in Gewindebohrungen 10, 11 des Gehäuses 1 verschraubt. Der Gehäusedeckel 8 schützt das Lager 2 vor dem Eindringen von Staub und anderen unerwünschten Umwelteinflüssen und verhindert auch das Austreten von Schmiermedien.
Eine Alternative einer derartigen Lageranordnung ist in der 1 anhand der gestrichelten Linie 12 dargestellt. Diese stellt eine Verlängerung der Welle über die Position des Lagerdeckels 8 hinaus dar, die erfordert, dass der Lagerdeckel 8 eine entsprechende Öffnung für die Welle 12 aufweist und an dieser dicht beispielsweise mittels einer an sich bekannten Dichtung abschließt.
Auch in diesem Fall ist vorgesehen, dass mittels der Schrauben 9 der Lagerdeckel an dem Gehäuse 1 befestigt ist.
In der 2 ist der Lagerdeckel in einer Draufsicht mit 8 Befestigungsschrauben 9 gezeigt, in 3 ist eine Queransicht des Lagerdeckels 8 dargestellt.
In der 1 ist im unteren Teil ein Stift 13 anstelle einer Schraube 9 dargestellt, der einen Teil des Montagewerkzeugs gemäß der Erfindung bildet. Zum Lösen des Lagerdeckels 8 wird zunächst mindestens eine der Schrauben 9 gelöst und an ihrer Stelle ein Stift 13, der an seinem ersten Ende ein Außengewinde aufweist, in die Gewindebohrung 11 eingeschraubt. Zu diesem Zweck weist der Stift 13 an seinem zweiten Ende 14 einen Innensechskant auf. Der Stift läuft vorteilhaft zum zweiten Ende 14 hin konisch spitz zu und verjüngt sich.
Der Lagerdeckel 8 ist auf diese Weise leicht über den absatzlosen Stift 13 abzuziehen, sobald alle Schrauben 9 entfernt sind. Der Stift 13 kann je nach den Erfordernissen der Montage wesentlich länger ausgebildet sein als die Schrauben 9, so dass der Lagerdeckel 8 ein Stück weit vom Lager abgezogen und auf dieser Strecke über den Stift 13 beziehungsweise weitere gleichartige Stifte geschoben werden kann, bis dass der Zugang zu dem Lager 2 freigegeben ist.
Die weiteren, in 1 nicht dargestellten Stifte können ebenfalls an Stelle von entfernten Schrauben 9 eingesetzt werden.
In 4 ist detaillierter dargestellt, dass zusätzlich zu dem Stift 13 eine Passhülse 15 vorgesehen ist, die einerseits auf den Stift 13 aufgesetzt werden kann und auf ihm gleitet und andererseits in die Ausnehmung 16 in dem Lagerdeckel 8 hineinpasst. Auf diese Weise kann der Lagerdeckel 8 mittels der Passhülse 15 auf dem Stift 13 gleiten.
Die Passhülse 15 weist zudem eine Gleiteinrichtung 17 in Form eines Kunststoffrings, insbesondere aus Polytetrafluorethylen auf. Diese verringert die Reibung gegenüber dem Stift 13.
Die Passhülse 15 weist zum zweiten Ende 14 des Stifts 13 hin einen Aussenflansch 18 auf, der eine Aufnahme 19 für Magnete 20 aufweist. Diese Magnete können entweder am Umfang des Außenflansches 18 verteilt in einzelnen Ausnehmungen befestigt sein oder als ein einzelner Ringmagnet in einer umlaufenden Nut an dem Außenflansch 18 auf dessen dem Gehäusedeckel zugewandter Seite eingefügt sein.
Die Magnete oder der Ringmagnet können in die Ausnehmung 19 beispielsweise eingeklebt sein.
Üblicherweise besteht der Lagerdeckel 8 aus einem Metall. Wenn das Metall magnetisch ist, so haftet durch die Magnetkraft die Passhülse 15 selbsttätig an dem Lagerdeckel 8 und wandert mit diesem auch bei Verschiebungen in die beiden durch den Pfeil 21 dargestellten Richtungen.
In 5 ist schematisch die Schiebeführung mittels der vereinfacht dargestellten Passhülse 15 dargestellt, wobei die Passhülse in Richtung der Pfeile 22, 23 auf dem Stift 13 gleiten kann.
6 zeigt detaillierter eine Passhülse 15' mit einer Gleiteinrichtung in Form eines Linearkugellagers, bei dem Wälzkörperreihen 24 in Längsnuten des zylindrischen Körpers 25 gehalten sind. Durch Verwendung eines derartigen Linearkugellagers wird die Reibung zwischen dem Lagerdeckel 8 und dem Stift 13 minimiert.
In der 7 ist eine Passhülse 15'' vereinfacht und mit einem Außenflansch 18 dargestellt. 8 zeigt eine Passhülse 15''', die innen einen Gleiteinsatz 17 aus Kunststoff aufweist.
Die in 9 dargestellte Passhülse 15'''' weist einen Kunststoffeinsatz 17' als Gleiteinrichtung auf, der nach innen gerichtete Noppen zur Verringerung der Reibung aufweist.
Die vorliegende Erfindung erlaubt mit geringem Aufwand die Durchführung von Montage- und Wartungsarbeiten wobei gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Lagerdeckel mühelos und reproduzierbar genau bewegbar ist. Beispielsweise kann die dargestellte Lageranordnung im oberen Bereich einer Windturbine als Hauptrotorlager vorgesehen sein, so dass das erfindungsgemäße Montagewerkzeug die Wartung durch eine einzige Person beziehungsweise durch wenige Personen an unzugänglichen Einsatzorten erlaubt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Radialwälzlager
3: äußerer Lagerring
4: innerer Lagerring
5: Wälzkörper
6: Lagerbohrung
7: Welle
8: Lagerdeckel
9: Schrauben
10, 11: Gewindebohrungen
12: Variante der Lageranordnung
13: Stift
14: zweites Ende des Stiftes
15, 15', 15'', 15''', 15'''': Passhülse
16: Ausnehmung
17, 17': Gleiteinrichtung, Kunststoffeinsatz
18: Außenflansch
19: Aufnahme
20: Magnete
21: Wanderrichtung der Passhülse
22, 23: Gleitrichtung der Passhülse
24: Wälzkörperreihen
25: zylindrischer Körper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202005002185 U1 [0004]

Claims

Montagewerkzeug zur Bewegung eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteil, welches eine Gewindebohrung (11) aufweist, mit einem Stift (13), der an seinem ersten Ende ein Außengewinde und an seinem zweiten Ende eine Passform (14) zur Übertragung eines Drehmomentes aufweist und mit einer Passhülse (15, 15', 15'', 15'''), die auf dem Stift (13) verschiebbar ist, wobei die Passhülse mit einer Gleiteinrichtung (17, 17', 24) versehen ist, die mit geringer Reibung auf dem Stift gleitet.
Montagewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passhülse (15, 15', 15'', 15''') an ihrem dem zweiten Ende des Stiftes zugewandten Ende einen Außenflansch (18) aufweist.
Montagewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinrichtung (17, 17') einen Kunststoffring oder einen metallischen Gleitring aufweist.
Montagewerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring aus einem Polytetrafluorethylenwerkstoff (PTFE) besteht.
Montagewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinrichtung ein Linearkugellager (24) aufweist.
Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflansch (18) wenigstens eine Aufnahme für einen Magneten (19) aufweist.
Montagewerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenflansch (18) auf seiner dem ersten Ende des Stiftes (13) zugewandten Seite eine umlaufende Nut (19) zur Aufnahme eines oder mehrerer Magnete (20) aufweist.
Montagewerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (13) zu seinem Ende hin konisch zuläuft.
Montagewerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (13) an seinem zweiten Ende eine Innensechskantöffnung (14) aufweist.
Verfahren zum Verschieben eines ersten Bauteils (8) gegenüber einem zweiten Bauteil (1), bei dem das erste Bauteil (8) eine durchgehende Öffnung/16) aufweist, die mit einer Gewindebohrung (11) des zweiten Bauteils in fluchtende Position bringbar ist, wobei ein Stift (13) durch die durchgehende Öffnung geschoben und in der Gewindebohrung verschraubt wird und wobei zwischen dem Stift und die Wand der durchgehenden Öffnung eine Passhülse (15, 15', 15'', 15''') mit einer Gleiteinrichtung (17, 17', 24) geschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenflansch (18) der Passhülse mittels Magneten (20) an dem ersten Bauteil (8) befestigt wird.
Lager mit einem ersten Lagerbauteil (8), das wenigstens eine durchgehende Öffnung (16) aufweist, die mit einer Gewindebohrung (11) in einem zweiten Lagerbauteil (1) in fluchtende Position bringbar ist, mit einem Stift (13), der an seinem ersten Ende ein Außengewinde aufweist und der durch die durchgehende Bohrung ragt und in der Gewindebohrung (11) in dem zweiten Bauteil (1) verschraubt ist, und mit einer zwischen dem Stift und der Wand der ersten durchgehenden Bohrung (16) positionierten Passhülse (15, 15', 15'', 15'''), die eine Gleiteinrichtung (17, 17', 24) aufweist.