DE102010021725A1

DE102010021725A1 - Wälzlager, Wälzlagersystem, Verfahren zur Montage eines Wälzlagersystems

Info

Publication number: DE102010021725A1
Application number: DE201010021725
Authority: DE
Inventors: Bernd Röhner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-01

Abstract

Die Erfindung offenbart ein Wälzlager (1) umfassend einen Innenring (3) und einen Außenring (4), die eine gemeinsame Lagerachse (21) besitzen. Der Innenring (3) und/oder der Außenring (4) sind derart ausgestaltet, dass mindestens ein axialer Ausgleichring (5, 15, 25, 6, 16, 26) an dem Innenring (3) und/oder an dem Außenring (4) lösbar angeordnet ist, und dass eine axiale Stirnseite (51, 151, 251, 61, 161, 261) des mindestens einen axialen Ausgleichrings (5, 15, 25, 6, 16, 26) und/oder eine axiale Stirnseite (31, 32, 41, 42) des Innenrings (3) und/oder Außenrings (4) in jeweils einer einzigen dadurch definierten axialen Ebene (80, 81, 90, 91) liegen, die senkrecht zur Lagerachse (21) ist. Es sind auch ein Wälzlagersystem (100) und ein Verfahren zur Montage des Wälzlagersystems (100) offenbart.

Description

Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring, die eine gemeinsame Lagerachse besitzen.
Die Erfindung betrifft auch ein Wälzlagersystem mit mindestens einem Paar von Wälzlagern, wobei je Paar mindestens eines der Wälzlager ein erfindungsgemäßes Wälzlager ist. Das mindestens eine Paar von Wälzlagern ist in eine Welle und in ein Gehäuse eingebaut.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Wälzlagersystems mit mindestens einem Paar aus einem ersten Wälzlager und einem zweiten Wälzlager. Dabei wird das mindestens eine Paar aus Wälzlagern in eine Welle und in ein Gehäuse montiert.
Für verschiedene Anforderungen stehen zahlreiche Wälzlagerbauarten zur Verfügung. Diverse Kräfte wie beispielsweise Radialkräfte und/oder Axialkräfte wirken unter anderem auf die Wälzlager und führen zu einer Belastung der Lager. In der Regel werden beispielsweise Kegelrollenlager so ausgelegt, dass zwei Reihen dieser Kegelrollenlager für ein Kegelrollenlagersystem ausreichend bezüglich der Tragfähigkeit sind, es können aber auch mehr als zwei Reihen vorgesehen sein.
Die Wälzlager müssen derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine möglichst gleichmäßige Lastverteilung und eine bestimmte Luft im Lagersatz erreicht werden. Wälzlager werden deshalb innerhalb enger Toleranzen nach technischen Spezifikationen zusammengepasst. Ein bekanntes Beispiel aus dem Stand der Technik sind zusammengepasste bzw. gepaarte Kegelrollenlager der Ausführung N11CA und N11BA (siehe http://medias.ina.de/medias/de!hp.ec.br/313..-N11CA;bclWUyidmSof?clrsb=1). Kegelrollenlager werden paarweise spiegelbildlich zueinander in einer X- oder O-Anordnung eingebaut.
Bei der Montage eines Wälzlagersystems, wobei mindestens zwei Wälzlager in eine umgebende Welle und in ein umgebendes Gehäuse montiert werden, müssen die Wälzlager und auch die Welle und das Gehäuse bei der Montage eingestellt werden, um eine möglichst günstige und gleichmäßige Lastverteilung zu erreichen. Ebenso sollte die Einstellung des Lagerspiels oder der Vorspannung zu definierten und vorbestimmten Werten führen. Parameter für die Einstellung sind beispielsweise Gehäuse-, Wellen-, Außenringaußendurchmesser-, Innenring-Bohrungsdurchmessertoleranzen, Einfederung sowie Lagerspiel oder Lagervorspannung.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, wie Toleranzen oder Fehlerabweichungen bei Lagern bzw. Lagersystemen reduziert werden können.
Bei dem deutschen Gebrauchsmuster DE 1640129 U sorgen Toleranz-Ausgleichringe an einem Kugellageraußenring für eine Reduzierung der Toleranz bezüglich der Laufgenauigkeit. Die Toleranz-Ausgleichringe sind mit dem Kugellageraußenring zu einer Einheit verbunden.
Die deutsche Patentanmeldung DE 42 24 695 A1 schlägt als Lösung für die toleranzempfindlichen Aufnahmebohrungen für den Außenring bzw. den Wellensitz für den Innenring vor, elastische Stützringe zu verwenden, die an den den Wälzkörpern abgewandten Zylinderflächen der Laufringe angeordnet sind.
Das in Deutschland gültig gemachte europäische Patent DE 601 06 262 T2 betrifft ein Verfahren zur Montage eines doppelreihigen schrägen Rollkörperlagers, ein Rollkörperlager und einen Toleranzring. Der Toleranzring wird gegenüber einem keilförmigen Spalt zwischen äußeren Ringelementen eines Rollkörperlagers angeordnet und umfasst eine Anzahl von Ringsegmenten, welche nach außen vorstehende Deformationssegmente umschließen.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 019 881 A1 offenbart ein Wälzlager, insbesondere Radialwälzlager, mit einem Bordkörper, welcher einen Bord zur axialen Anlage der Wälzkörper bildet und welcher mit einer stirnseitigen Bordanlagefläche an einer stirnseitigen Ringanlagefläche einer der Lagerringe anliegt. Die Bordanlagefläche und die Ringanlagefläche sind so ausgebildet, dass bei einer gegenseitigen Verdrehung von Bordkörper und Lagerring die axiale Lage des Bords verändert wird.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 047 644 A1 offenbart ein Wälzlager und ein Wälzlagersystem. Das Wälzlager ist an seinen Außenflächen mit mindestens einem elastischen Kompensationselement ausgestattet, wodurch die Montage der Wälzlager in das Gehäuse einer Maschine, insbesondere eines elektrischen Hausgeräts, vereinfacht und die Zahl der dabei erforderlichen Bauteile verringert wird.
Die Montage von Kegelrollenlagern in ein Lagersystem bereitet im Vergleich zur Montage anderer Bauformen von Wälzlagern (beispielsweise Schrägkugellager oder Zylinderrollenlager) die größten Schwierigkeiten hinsichtlich der Einstellung der jeweiligen Lager. Diese Schwierigkeiten bei der Einstellung der Lager während bzw. zum Abschluss der Montage nehmen mit zunehmender Größe der Lager zu und sind seit Langem allgemein bekannt, insbesondere beispielsweise bei Lagergrößen ab circa drei Meter, beispielsweise für Windkrafträder. Je größer die Lager sind, desto stärker pflanzen sich Toleranzen in einem Lagersystem fort, die letztendlich zu einem nicht unerheblichen Aufwand bei der Einstellung und dem Einbau des letzten Lagers bei einem Lagersystem führen.
Oftmals ist eine präzise Einstellung der Parameter vom Geschick des Lagermonteurs abhängig. Genaue Einstellwerte sind daher nur sehr schwer oder gar nicht definierbar.
Die primäre Ursache für die Probleme speziell bei Kegelrollenlagern ist, dass hier im Vergleich mit anderen Lagerarten eine hohe Anzahl schräg bzw. geneigt zueinander stehender Flächen eingestellt werden muss. Die schrägen Flächen ergeben sich bekanntlich aufgrund der Neigung der den Kegelrollen gegenüberliegenden den Laufflächen an den Innen- und Außenringen im Bezug zur Lagerachse. Die Laufflächen an den Innen- und Außenringen verlaufen komplementär entsprechend den geneigten Mantelflächen der Kegelrollen.
Der Einbau von Kegelrollenlagern in eine Welle und ein Gehäuse für die Montage eines Lagersystems erfolgt üblicherweise durch Eindrehen, wodurch die Kegelrollen jeweils an Borden der Innenringe zur Anlage kommen sollten. Auch hier ist eine präzise Einstellung der Parameter oftmals nicht möglich bzw. das Eindrehen führt zu hohen Maßabweichungen, wie oben bereits beschrieben, und insbesondere bei großen Kegelrollenlagern.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Wälzlager anzugeben, das eine präzise und reproduzierbare Montage ermöglicht, einschließlich einer Ausgestaltung der Wälzlager in der Fertigung, damit die Montage derartiger Wälzlager in ein Wälzlagersystem vereinfacht ist.
Die Aufgabe wird durch ein Wälzlager gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Aufgabe der Erfindung ist auch, ein Wälzlagersystem mit mindestens einem Paar von Wälzlagern anzugeben, das präzise und reproduzierbar zusammen montierbar ist, einschließlich einer Einstellung der Wälzlager in der Fertigung unter Berücksichtigung verschiedener vorbestimmter Parameter, wie beispielsweise der Gehäuse-, Wellen-, Außenringaußendurchmesser-, Innenring-Bohrungsdurchmessertoleranzen, Einfederung sowie des Lagerspiels oder der Lagervorspannung.
Die Aufgabe wird durch ein Wälzlagersystem gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 3 umfasst.
Eine Aufgabe der Erfindung ist ferner, ein Verfahren zur Montage eines Wälzlagersystems anzugeben, wobei mindestens ein Paar aus Wälzlagern in eine Welle und ein Gehäuse montiert wird, wobei die Wälzlager präzise und reproduzierbar zusammen montiert und eingestellt werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 8 umfasst.
Das erfindungsgemäße Wälzlager umfasst einen Innenring und einen Außenring, die koaxial um eine gemeinsame Lagerachse angeordnet sind. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind Wälzkörper, beispielsweise Kegelrollen, angeordnet. Der Innenring und/oder der Außenring sind derart ausgestaltet, dass mindestens ein erfindungsgemäßer axialer Ausgleichring an dem Innenring und/oder an dem Außenring lösbar angeordnet ist. Dabei liegen eine axiale Stirnseite des mindestens einen axialen Ausgleichrings und/oder eine axiale Stirnseite des Innenrings und/oder Außenrings in einer einzigen axialen Ebene, die senkrecht zur Lagerachse ist. Die axiale Ebene stellt eine axiale äußere Begrenzung für das Wälzlager dar.
Vorzugsweise ist an jeder der beiden axialen Außenseiten des Wälzlagers durch jeweils mindestens einen Ausgleichring solche eine axiale Ebene definiert. Der Vorteil solch einer axialen Ebene ist, dass dadurch alle Parameter, die Einfluss auf eine Lagereinstellung haben, bereits im Vorfeld bei der Herstellung der Bauteile eines Wälzlagersystems berücksichtigt werden können. Diese Parameter sind Gehäuse-, Wellen-, Außenringaußendurchmesser-, Innenring-Bohrungsdurchmessertoleranzen, Einfederung sowie Lagerspiel oder Lagervorspannung. Bei der späteren Montage eines Wälzlagersystems aus solchen erfindungsgemäßen Wälzlagern in eine Welle und ein Gehäuse können dann durch Abmessen der Abstände der axialen Ebenen an den Lagern, weiterer axialer Ebenen durch eine Planfläche eines Deckels und durch eine Schulteranlage in der Welle bzw. im Gehäuse kontrolliert werden, ob diese axialen Ebenen planparallel zueinander sind und somit die geforderten Einstellungen der Lager bzw. der weiteren Bauteile des Lagersystems eingehalten sind. Auch im zusammen montierten Zustand des Lagersystems können diese axialen Ebenen nachgemessen werden, um zu prüfen, ob Defekte und/oder Verschleiß an den entsprechenden Bauteilen vorliegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform haben der Innenring und/oder der Außenring mindestens einen Rückstand ausgebildet, in der der mindestens eine axiale Ausgleichring lösbar angeordnet ist. Der Rückstand sollte entsprechend und komplementär zur Form des mindestens einen axialen Ausgleichrings ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Wälzlagersystem umfasst mindestens ein Paar von Wälzlagern. Dabei ist je Paar mindestens eines der Wälzlager erfindungsgemäß mit mindestens einem axialen Ausgleichring ausgestaltet. Das andere Wälzlager ist zwar von derselben Bauart, beispielsweise ein Kegelrollenlager gleicher Formatierung, kann jedoch ein Wälzlager aus dem Stand der Technik ohne den erfindungsgemäßen mindestens einen axialen Ausgleichring sein.
Das mindestens eine Paar von Wälzlagern ist in eine Welle und ein Gehäuse eingebaut. Mindestens eines dieser beiden Konstruktionsteile hat eine Schulteranlage ausgebildet, an der mindestens ein Passring (Distanzring) lösbar angeordnet ist. Dabei liegt eine axiale Stirnseite des mindestens einen Passrings in der mindestens einen, oben beschriebenen axialen Ebene, die dem mindestens einen erfindungsgemäßen Wälzlager zugeordnet ist. Die mindestens eine axiale Ebene weist in axialer Richtung nach innen in das Wälzlagersystem.
Zur Klärung der Begriffe „nach innen”, „innerer”, „nach außen” und „äußerer” sei an dieser Stelle erwähnt, dass diese Begriffe stets im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wälzlagersystem zu verstehen sind, nicht im Zusammenhang mit einem einzelnen Wälzlager. Bei dem Wälzlagersystem zeigen die äußeren axialen Stirnseiten des Innenrings und Außenrings nach „außen” in axialer Richtung und sind frei zugänglich (vergleiche die Bezugszeichen 31, 41 in den 4 bis 6). Die inneren axialen Stirnseiten des Innenrings und Außenrings zeigen nach innen in axialer Richtung des Wälzlagersystems (vergleiche die Bezugszeichen 32, 42 in den 4 bis 6). Die inneren axialen Stirnseiten sind nach Abschluss der Montage des Wälzlagersystems nicht zugänglich. Bei einem einzelnen Wälzlager sind dagegen alle axialen Stirnseiten üblicherweise vor dem Anordnen des mindestens einen axialen Ausgleichrings und vor der Montage in die Welle und das Gehäuse des Wälzlagersystems frei zugänglich, sowohl die inneren als auch die äußeren axialen Stirnseiten (vergleiche die Bezugszeichen 31, 32, 41, 42 in den 1 bis 3).
Das erfindungsgemäße Wälzlagersystem kann auch eine Halterung vorsehen, die an der Welle oder an dem Gehäuse und an derjenigen (äußeren) axialen Stirnseite desjenigen axialen Ausgleichrings lösbar angeordnet ist, die von außen zugänglich ist. Durch diese Anordnung hält die Halterung das jeweilige Wälzlager von außen lösbar an der Welle bzw. an dem Gehäuse.
Die Halterung kann als ein Haltering ausgestaltet sein, der koaxial zu der Lagerachse angeordnet ist, und/oder Haltelaschen umfassen.
Bevorzugt umfasst das Wälzlagersystem mindestens ein Paar Wälzlager in einer O- oder X-Anordnung. Insbesondere können die Wälzlager Kegelrollenlager sein. Dabei sind mindestens ein erfindungsgemäßer äußerer axialer Ausgleichring und mindestens ein erfindungsgemäßer innerer axialer Ausgleichring derart an einem der Wälzlager lösbar angeordnet, dass der mindestens eine äußere axiale Ausgleichring an der in axialer Richtung nach außen weisenden axialen Stirnseite desjenigen Innenrings und/oder Außenrings lösbar angeordnet ist, der in axialer Richtung zurücksteht im Vergleich zu dem komplementären Außenring oder Innenring. Diametral dazu ist der mindestens eine innere axiale Ausgleichring an der in axialer Richtung nach innen weisenden axialen Stirnseite des komplementären Außenrings oder Innenrings lösbar angeordnet ist, wobei die nach innen weisende axiale Stirnseite in axialer Richtung ebenfalls zurücksteht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines Wälzlagersystems wird mindestens ein Paar aus einem ersten Wälzlager und einem zweiten Wälzlager in eine Welle und ein Gehäuse montiert. Das erste Wälzlager und das zweite Wälzlager werden zeitlich betrachtet nacheinander in die Welle und das Gehäuse eingesetzt.
In einem ersten Schritt wird eine Lagerhöhe in axialer Richtung vorgegeben, wobei die Lagerhöhe durch eine axiale Höhe des Innenrings und des Außenrings bestimmt wird und die einzige Bezugsgröße für die Einstellung eines Spiels oder einer Vorspannung der Wälzlager darstellt. Auch die Lagervorspannung sollte also bei der Bestimmung der Lagerhöhe berücksichtigt werden. Das Spiel bzw. die Vorspannung der Wälzlager kann bereits in der Produktionsstätte eingestellt werden. Die Einstellung des Wälzlagersystems mitsamt seinen Wälzlagern und der Welle und dem Gehäuse braucht erst zu einem späteren Zeitpunkt am Ort des Einsatzes dieser Elemente vorgenommen werden.
In einem zweiten Schritt wird das erste Wälzlager in die Welle und das Gehäuse eingesetzt, beispielsweise durch das oben beschriebene Eindrehen. Dabei wird das erste Wälzlager gegen einen Anschlag positioniert.
In einem dritten Schritt wird eine geeignete Höhe in axialer Richtung für den mindestens einen Passring bestimmt und ein Passring dieser geeigneten Höhe in eine Welle und/oder in ein Gehäuse anordnet. Die Höhe des Passrings ist dann geeignet, wenn der Passring formschlüssig an der Welle bzw. an dem Gehäuse angeordnet und dann eine äußere axiale Stirnseite des mindestens einen Passrings in der senkrecht zur Lagerachse verlaufenden und in axialer Richtung nach innen weisenden axialen Ebene liegt. Wie oben bereits beschrieben, ist diese innere axiale Ebene dadurch definiert, dass eine axiale Stirnseite des mindestens einen inneren axialen Ausgleichrings und/oder eine innere axiale Stirnseite des Innenrings und/oder Außenrings in dieser inneren axialen Ebene liegen. Der Passring wird erst eingesetzt, wenn das erste Wälzlager bereits in die Welle und das Gehäuse eingesetzt bzw. eingedreht ist.
In einem vierten Schritt, wobei die Wälzlager nun bereits in der Produktion fertig bearbeitet sind, wird eine geeignete Höhe in axialer Richtung für den inneren axialen Ausgleichring bestimmt, welcher dann an der inneren axialen Stirnseite des Außenrings oder Innenrings des zweiten Wälzlagers lösbar angeordnet wird. Das Anordnen wird so ausgeführt, dass nach dem lösbaren Anordnen des zweiten Wälzlagers in die Welle und das Gehäuse eine axiale Stirnseite des mindestens einen inneren axialen Ausgleichrings und/oder die innere axiale Stirnseite des zweiten Wälzlagers in einer axialen Ebene, der sogenannten inneren axialen Ebene, zu liegen kommen, die senkrecht zur Lagerachse ist.
In einem fünften Schritt wird entsprechend eine geeignete Höhe in axialer Richtung für den äußeren axialen Ausgleichring bestimmt, welcher dann an der äußeren axialen Stirnseite des komplementären Innenrings oder Außenrings des zweiten Wälzlagers lösbar angeordnet wird. Das Anordnen wird so ausgeführt, dass nach dem lösbaren Anordnen des zweiten Wälzlagers in die Welle und das Gehäuse eine axiale Stirnseite des mindestens einen äußeren axialen Ausgleichrings und/oder die äußere axiale Stirnseite des zweiten Wälzlagers in einer äußeren axialen Ebene zu liegen kommen, die senkrecht zur Lagerachse ist.
Nach Abschluss jedes Montageschritts, bei dem ein erfindungsgemäßer Ausgleichring eingesetzt wird, kann mit einfachen Mitteln geprüft werden, ob die jeweilige axiale Stirnseite des jeweiligen Ausgleichrings tatsächlich in einer axialen Ebene mit der jeweils zugeordneten axialen Stirnseite des Innenrings und/oder Außenrings (siehe Ausführungsform nach 2) liegt, bzw. ob die axiale Stirnseite des einen Ausgleichrings tatsächlich in einer axialen Ebene mit der axialen Stirnseite des anderen Ausgleichrings an derselben Außenseite des Wälzlagers und am komplementären Lagerring liegt (siehe Ausführungsform nach 3). Vorteilhaft bei der Erfindung ist, dass wenn die beschriebenen Elemente in einer solchen axialen Ebene liegen, durch Bestimmen eines Kontrollmaßes rückwirkend auf die tatsächliche Höhe der Vorspannung bzw. des Spiels geschlossen werden kann. Das Bestimmen des Kontrollmaßes wird in der Figurenbeschreibung detailliert beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass ein möglicher Verschleiß und daraus entstehende Spieländerungen der Wälzlager leicht bestimmbar ist. Wenn die beschriebenen Elemente nicht mehr in einer axialen Ebene liegen, ist davon auszugehen dass das Wälzlager bzw. das Wälzlagersystem einem Verschleiß unterliegen wird.
Da der mindestens eine Ausgleichring und der mindestens eine Passring lösbar angeordnet sind, kann ein einzelnes zweites Wälzlager, das ist das zu einem späteren Zeitpunkt eingebaute Wälzlager, leicht aus der Welle und dem Gehäuse gelöst und ohne Anpassarbeiten ausgetauscht werden. Dabei kann das erste Wälzlager im Gehäuse und in der Welle verbleiben. Sind sowohl das erste als auch das zweite Wälzlager defekt, können beide Wälzlager ausgetauscht werden. In diesem Fall muss – sofern vorgesehen – noch der Passring angepasst werden, insbesondere in seiner axialen Höhe.
Ebenfalls von Vorteil bei der Erfindung ist, dass Passungseinflüsse, beispielsweise Toleranzen, beim Einstellen der Wälzlager mit der bzw. in die Welle und das Gehäuse berücksichtigt werden können, indem die Ausgleichringe und/oder Passringe an die geforderten und oben beschriebenen Toleranzen angepasst werden.
In einem letzten Schritt wird das zweite Wälzlager samt dem daran angeordnetem mindestens einen äußeren Ausgleichring und dem mindestens einen inneren Ausgleichring in die Welle und das Gehäuse eingedreht.
In einem weiteren optionalen Schritt wird eine Halterung an das zweite Wälzlager und an die benachbarte Welle bzw. das benachbarte Gehäuse des Wälzlagersystems angeordnet, bevorzugt lösbar befestigt, so dass das zweite Wälzlager durch die Halterung von außen lösbar gesichert wird.
Die Montage des Wälzlagersystems ist abgeschlossen, wenn die beschriebenen Elemente eingesetzt bzw. eingedreht sind. Liegen die jeweiligen beschriebenen Stirnseiten in der jeweiligen axialen Ebene, so ist die vom Konstrukteur berechnete und angegebene Vorgabe und Einstellung erfüllt.
Der mindestens eine Ausgleichring ist bevorzugt aus einem Material hergestellt, das sich unter Einwirkung von Druck nicht verformt. Metallische Werkstoffe sind hierfür besonders geeignet.
Nachfolgend ist die Erfindung beispielhaft für Kegelrollenlager als Wälzlager dargestellt. Bei Schrägkugellagern ist in der Regel bereits das Lagerspiel in den Lagern eingeschliffen. Die Erfindung gilt aber sinngemäß auch für andere Bauformen von Wälzlagern, beispielsweise auch für Schrägkugellager, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren erläutert werden. Dabei zeigen:
1 einen Querschnitt eines Kegelrollenlagers als eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagers, bevor mindestens ein Ausgleichring an mindestens einer axialen Stirnseite eines Innenrings und/oder Außenrings lösbar angeordnet wird;
2 einen Querschnitt des Kegelrollenlagers nach 1, wobei eine kurze Lagerhöhe vorgegeben ist und insgesamt zwei Ausgleichringe an zwei diametral gegenüber liegenden Positionen derart angeordnet sind, dass der eine Ausgleichring an einer axialen Stirnseite des Innenrings oder Außenrings und der andere Ausgleichring an einer diametral gegenüber liegenden axialen Stirnseite des komplementären Außenrings oder Innenrings lösbar angeordnet ist;
3 einen Querschnitt des Kegelrollenlagers nach 1, wobei eine lange Lagerhöhe vorgegeben ist und insgesamt sechs Ausgleichringe an vier Positionen derart angeordnet sind, dass zwei Ausgleichringe an einer axialen Stirnseite des Innenrings oder Außenrings, zwei andere Ausgleichringe an einer diametral gegenüber liegenden axialen Stirnseite des komplementären Außenrings oder Innenrings, und die verbleibenden zwei Ausgleichringe an den verbleibenden Stirnseiten der Lagerringe lösbar angeordnet sind;
4 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagersystems in einer X-Anordnung mit Ausgleichringen an zwei diametral gegenüber liegenden Positionen eines zweiten Wälzlagers;
5 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagersystems in einer O-Anordnung mit Ausgleichringen an zwei diametral gegenüber liegenden Positionen eines zweiten Wälzlagers; und
6 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagersystems in einer X-Anordnung mit Ausgleichringen an vier Positionen eines zweiten Wälzlagers.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Wälzlager und das erfindungsgemäße Wälzlagersystem ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt einen Querschnitt eines Kegelrollenlagers 1 als eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagers, bevor mindestens ein Ausgleichring 5, 15, 25, 6, 16, 26 (siehe 2 und 3) an mindestens einer axialen Stirnseite 31, 32, 41, 42 eines Innenrings 3 und/oder Außenrings 4 lösbar angeordnet wird.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, sind zwischen dem Innenring 3 und Außenring 4 eine Vielzahl von Wälzkörpern, hier Kegelrollen 20, in einem Käfig 10 gehaltert. Aufgrund der Querschnittansicht nach 1 ist nur der Querschnitt einer einzelnen Kegelrolle 20 dargestellt.
Eine axiale Lagerhöhe des Wälzlagers 1, auch Lagerbauhöhe genannt, kann als eine axiale Lagerhöhe 22 vergleichsweise kurz oder als eine axiale Lagerhöhe 221 vergleichsweise lang bemessen sein. Die kurze axiale Lagerhöhe 22 gleicht im Wesentlichen einer axialen Höhe H des Innenrings 3 und des Außenrings 4. Die kurze axiale Lagerhöhe 22 sollte in einem engen Toleranzbereich liegen, beispielsweise maximal 0,02 bis 0,05 mm je nach Lagerhöhe 22. Bereitet die kurze axiale Lagerhöhe 22 jedoch Schwierigkeiten bei der Montage des Wälzlagersystems 100 (siehe 4 und 5), weil beispielsweise ein größerer Ausgleich geschaffen werden muss, um die geforderte Toleranz zu erreichen, so sollte eine längere axiale Lagerhöhe 221 gewählt werden, die größer als die axiale Höhe H ist.
Ein Rückstand 50 zur lösbaren Anordnung des Ausgleichrings 5 (siehe 2 und 3) ist an dem Außenring 4 ausgebildet, wobei der Rückstand 50 axial mit der Stirnseite 41 des Außenrings 4 abschließt. Ein weiterer Rückstand 60 zur lösbaren Anordnung eines weiteren Ausgleichrings 6 (siehe 2 und 3) ist an dem Innenring 3 ausgebildet, wobei der Rückstand 60 axial mit der der Stirnseite 41 gegenüber liegenden Stirnseite 32 des komplementären Rings, hier des Innenrings 3, abschließt. An den anderen zwei axialen Stirnseiten 31, 42 des Innenrings 3 bzw. des Außenrings 4 sind keine Rückstände vorgesehen. Wie aus der 4 hervorgeht und dem Fachmann offensichtlich ist, kann der Rückstand 50 statt am Außenring 4 am Innenring 3 und der Rückstand 60 statt am Innenring 3 am Außenring 4 ausgebildet sein, so dass die Ausgleichringe 5, 6 an den Stirnseiten 31, 42 vorgesehen werden, abhängig davon, ob das Wälzlagersystem 100 in einer O- oder X-Anordnung vorliegt, also in symmetrischer Umkehrung.
Falls die kurze axiale Lagerhöhe 22 vorgegeben, ist diese einer senkrecht zur Lagerachse 21 liegende axialen Ebene 80 an der axialen Stirnseite 31 des Innenrings 3 zugeordnet. Eine axiale Ebene 90 ist an der diametral gegenüber liegenden axialen Stirnseite 42 des Außenrings 4 zugeordnet. Der Abstand zwischen den axialen Ebenen 80 und 90 entspricht der Länge der kurzen axialen Lagerhöhe 22.
Entsprechend ist, falls die lange axiale Lagerhöhe 221 vorgegeben ist, diese senkrecht zur Lagerachse 21 liegenden axialen Ebenen 81, 91 zugeordnet. Die axiale Ebene 81 ist beabstandet und parallel zur Stirnseite 31 des Innenrings 3 zugeordnet, und die axiale Ebene 91 ist beabstandet und parallel zur diametral gegenüber liegenden axialen Stirnseite 42 des Außenrings 4 zugeordnet. Der Abstand zwischen den axialen Ebenen 81 und 91 entspricht der Länge der langen axialen Lagerhöhe 221.
Die Bedeutung der axialen Ebenen 80, 81, 90, 91 im Zusammenhang mit den Ausgleichringen wird nachfolgend anhand der 2 bis 6 beschrieben.
2 zeigt einen Querschnitt des Kegelrollenlagers 1 nach 1, wobei die kurze Lagerhöhe 22 vorgegeben ist und insgesamt zwei Ausgleichringe 5, 6 an zwei diametral gegenüber liegenden Positionen angeordnet sind. Der Ausgleichring 5 ist an der axialen Stirnseite 41 des Außenrings 4 und der Ausgleichring 6 ist an der diametral gegenüber liegenden axialen Stirnseite 32 des komplementären Innenrings 3 lösbar angeordnet.
Die Ausgleichringe 5, 6 werden mit Befestigungsmitteln 24, beispielsweise Stiften oder bevorzugt Schrauben, mit den jeweiligen Stirnseiten 41, 32 lösbar befestigt. Die Befestigungsmittel 24 sind bevorzugt axial ausgerichtet, um einer sicheren axialen Befestigung der jeweiligen Ausgleichringe 5, 6 (und auch der Ausgleichringe 15, 25, 16, 26 bezüglich der Ausführungsform nach 3) zu gewährleisten. Die Ausgleichringe 5, 6 müssen nicht notwendigerweise mit den entsprechenden Lagerringen 3, 4 verschraubt oder verstiftet sein, die Befestigungsmittel 24 erleichtern jedoch die Montage.
Die axiale Ebene 80 wird durch eine bezüglich des Wälzlagers 1 nach außen weisende axiale Stirnseite 51 des Ausgleichrings 5 sowie durch die axiale Stirnseite 31 des Innenrings 3 gebildet.
Die axiale Ebene 90 wird durch eine bezüglich des Wälzlagers 1 nach außen weisende axiale Stirnseite 61 des Ausgleichrings 6 und durch die axiale Stirnseite 42 des Außenrings 4 gebildet.
Falls eine axiale Höhe 23 des Ausgleichrings 5 vergleichsweise kurz ist, nämlich im Rahmen der vorgeschriebenen Toleranz kürzer als die Länge der Kante 412 des Rückstands 50, so hat der Ausgleichring 5 Spiel in dem Rückstand 50 und im Rahmen des umgebenden Außenrings 4 und des Gehäuses 108 (siehe 5). Entsprechendes gilt aufgrund der symmetrischen Anordnung für den Ausgleichring 6.
Falls die axiale Höhe 23 des Ausgleichrings 5 dagegen vergleichsweise lang ist, nämlich im Rahmen der vorgeschriebenen Toleranz länger als die Länge der Kante 412, so hat der in dem Rückstand 50 angeordnete Ausgleichring 5 eine Vorspannung im Rahmen des umgebenden Außenrings 4 und des Gehäuses 108 (siehe 5). Entsprechendes gilt aufgrund der symmetrischen Anordnung für den Ausgleichring 6.
Die axiale Höhe 23 bzw. 231 des Ausgleichrings 5 sollte axial genau soweit verlängert bzw. verkürzt werden, dass beim montierten Wälzlager 1 die axialen Stirnseiten 51 und 31 fluchten, sobald sich das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannung im Wälzlager 1 ergibt. Entsprechend sollte die axiale Höhe des Ausgleichrings 6 axial genau soweit verlängert bzw. verkürzt werden, dass beim montierten Wälzlager 1 die axialen Stirnseiten 61 und 42 fluchten, sobald sich das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannung im Wälzlager 1 ergibt.
Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass statt eines einzelnen Ausgleichrings 5 auch mehrere Ausgleichringe axial unmittelbar aufeinander folgend angeordnet werden können, wobei die Summe der einzelnen axialen Längen der axialen Höhe 23 oder 231 entsprechen. Entsprechendes gilt für den Ausgleichring 6.
Für einen Fachmann ist ebenfalls offensichtlich, dass die beschriebenen Elemente entsprechend spiegelbildlich angeordnet werden können, abhängig davon, ob eine X- oder O-Anordnung vorliegt.
Alle sonstigen Elemente sind bereits in 1 beschrieben.
3 zeigt einen Querschnitt des Kegelrollenlagers 1 nach 1, wobei eine lange Lagerhöhe 221 vorgegeben ist und im Unterschied zu 2 eine höhere Anzahl an Ausgleichringen vorgesehen ist. Die Ausführungsform nach 3 weist sechs Ausgleichringe 5, 15, 25, 6, 16, 26 an vier Positionen am Wälzlager 1 auf, nämlich an den vier Stirnseiten 41, 31, 32, 42 des Innenrings 3 und Außenrings 4.
Zwei Ausgleichringe 5, 15 sind axial unmittelbar aufeinander folgend an der axialen Stirnseite 41 des Außenrings 4 lösbar angeordnet. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass die beiden Ausgleichringe 5, 15 auch einstückig als ein einziger Ausgleichring ausgestaltet sein können (vergleiche 6), dessen axiale Höhe der Summe der axialen Höhen der einzelnen Ausgleichringe 5, 15 entspricht. Zwei weitere Ausgleichringe 6, 16 sind axial hintereinander an der gegenüber liegenden axialen Stirnseite 32 des komplementären Innenrings 3 lösbar angeordnet. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass die beiden Ausgleichringe 6, 16 auch einstückig als ein einziger Ausgleichring ausgestaltet sein können (vergleiche 6), dessen axiale Höhe der Summe der axialen Höhen der einzelnen Ausgleichringe 6, 16 entspricht.
An der Stirnseite 31 des Innenrings 3 ist ein weiterer Ausgleichring 25 angeordnet. An der Stirnseite 42 des Außenrings 4 ist ebenfalls und komplementär dazu ein weiterer Ausgleichring 26 angeordnet.
Im Unterschied zur Ausführungsform von 2, wird die axiale Ebene 81 nicht durch die axiale Stirnseite 31, sondern durch die axialen Stirnseiten 151 und 251 der Ausgleichringe 15 und 25 gebildet. Entsprechend wird im Unterschied zur Ausführungsform von 2 die axiale Ebene 91 nicht durch die axiale Stirnseite 42, sondern durch die axialen Stirnseiten 161 und 261 der Ausgleichringe 16 und 26 gebildet.
Im Vergleich mit der Ausführungsform nach 2 hat die Ausführungsform nach 3 mit Ausgleichringen an vier Positionen die Vorteile, dass die Fertigung gemäß der langen axialen Lagerhöhe 221 mit einer engen Toleranz einfacher ist und damit insbesondere auch für die Kleinserienfertigung geeignet ist als die kurze Lagerhöhe 22 gemäß der Ausführungsform nach 2. Dies trifft hauptsächlich auf Lager 1 mit Käfigen 10 aus Blech zu. Die axiale Bauhöhe des Außenringes 4 entspricht der des Innenringes 3. Das Lagerspiel kann für eine bestimmte Anwendung in den Ausgleichringen 5, 15, 25, 6, 16, 26 eingearbeitet werden. Falls eine Lagerung dagegen mit Vorspannung laufen soll, kann diese auch durch die Ausgleichringe 5, 15, 25, 6, 16, 26 berücksichtigt werden. Die Herstellung des Lagers 1 gemäß der Ausführungsform nach 3 ist jedoch aufwendiger und teurer im Vergleich zur Ausführungsform nach 2. Ansonsten übernehmen bei den beiden Ausführungsformen nach 2 und 3 die jeweiligen Ausgleichringe im Prinzip dieselben vorher bereits beschriebenen Aufgaben.
4 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagersystems 100 mit einem Paar aus einem ersten Kegelrollenlager 11 und einem zweiten Kegelrollenlager 1 in einer X-Anordnung.
Das zuerst in die Welle 106 und das Gehäuse 108 eingebaute erste Kegelrollenlager 11 weist in der dargestellten Ausführungsform keine Ausgleichringe auf. Dies ist in der Regel auch nicht notwendig, da sich Fehler in den Maßabweichungen erst beim sukzessiven Einbau der weiteren Bauelemente, insbesondere beim später eingebauten zweiten Kegelrollenlager 1, ergeben. Das erste Kegelrollenlager 11 kann dagegen auf einfache Weise an einer Anlage 109, beispielsweise einem Anschlag, axial fluchtend positioniert werden. Der Anschlag 109 bzw. die Anschläge 109 sind an der Welle 106 bzw. an dem Gehäuse 108 ausgebildet, abhängig davon, ob eine X- oder O-Anordnung vorliegt (vergleiche auch 5).
Ausgleichringe 5, 6 sind an zwei diametral gegenüber liegenden Positionen am zweiten Kegelrollenlager 1 angeordnet, wie nachfolgend beschrieben wird.
Nach Abschluss der Montage des Kegelrollenlagersystems 100 ist der äußere Ausgleichring 5 an der in axialer Richtung nach außen weisenden axialen Stirnseite 31 des Innenrings 3 des zweiten Kegelrollenlagers 1 lösbar angeordnet, wobei der Innenring 3 in axialer Richtung zurücksteht im Vergleich zu dem Außenring 4. Der innere Ausgleichring 6 ist an der in axialer Richtung nach innen weisenden axialen Stirnseite 42 des Außenrings 4 des zweiten Kegelrollenlagers 1 lösbar angeordnet. Dabei steht die nach innen weisende axiale Stirnseite 42 in axialer Richtung ebenfalls zurück. Die Ausgleichringe 5, 6 sind also bei der dargestellten Ausführungsform stets an einer zurückstehenden Stirnseite des zweiten Kegelrollenlagers 1 angeordnet.
Nachdem das erste Kegellager 11 in die Welle 106 und in das Gehäuse 108 eingesetzt bzw. eingedreht ist und gegen die axiale Anlage 109 positioniert ist, wird, wie oben bereits beschrieben, eine geeignete axiale Höhe 72 für den Passring 7 (auch Distanzring genannt) bestimmt. Generell und unabhängig von der Ausführungsform der Wälzlager sollte der Passring 7 vor Beginn der Montage des modifizierten zweiten Lagers 1 an die Formatierung des Kegelrollenlagersystems 100 angepasst werden.
Das Gehäuse 108 hat eine ebene Schulteranlage 70 ausgebildet, an der der Passring 7 lösbar angeordnet wird und so dass eine ebene axiale Stirnseite 71 des Passrings 7 in der mindestens einen axialen Ebene 90 liegt, die in axialer Richtung nach innen in das Wälzlagersystem 100 weist.
Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass statt eines einzelnen Passrings 7 auch mehrere Passringe axial hintereinander angeordnet werden können, wobei die Summe ihrer einzelnen axialen Längen der axialen Höhe 72 entspricht.
Am Ort der Montage können Passringe 7 verschiedener Toleranzen bezüglich der axialen Höhe auf Vorrat gehalten und erst später während der Montage des Wälzlagersystems 100 wird bei Bedarf ein einzelner Passring 7 oder mehrere Passringe 7 axial hintereinander der jeweils passenden axialen Höhe 72 eingebaut.
Im nächsten Schritt wird eine geeignete axiale Höhe für den inneren axialen Ausgleichring 6 bestimmt. Der innere Ausgleichring 6 wird an den Rückstand 60 an der inneren axialen Stirnseite 42 des zweiten Wälzlagers 1 lösbar angeordnet. Wenn das zweite Kegelrollenlager 1 in die Welle 106 und in das Gehäuse 108 lösbar angeordnet ist, kommt die innere axiale Stirnseite 61 des Ausgleichrings 6 und die innere axiale Stirnseite 32 des Innenrings 3 des zweiten Kegelrollenlagers 1 in der axialen Ebene 90 zu liegen, die senkrecht zur Lagerachse 21 ist.
Im nächsten Schritt wird eine geeignete axiale Höhe 23 oder 231 (siehe 2) für den äußeren axialen Ausgleichring 5 bestimmt. Der äußere Ausgleichring 5 wird an den Rückstand 50 an der äußeren axialen Stirnseite 31 des zweiten Wälzlagers 1 lösbar angeordnet. Wenn das zweite Wälzlager 1 in die Welle 106 und in das Gehäuse 108 lösbar angeordnet ist, kommt die äußere axiale Stirnseite 51 des Ausgleichrings 5 und die äußere axiale Stirnseite 41 des Außenrings 4 des zweiten Kegelrollenlagers 1 in der axialen Ebene 80 zu liegen, die senkrecht zur Lagerachse 21 ist.
Zur Vorbereitung des Anordnens des äußeren Ausgleichrings 5 und des inneren Ausgleichrings 6 sollten der Innenring 3 und der Außenring 4 des zweiten Kegelrollenlagers 1 axial zueinander versetzt werden, so dass die Ebenen 80, 90 noch nicht eingehalten sind. Wenn der Innenring 3 und der Außenring 4 axial versetzt zueinander sitzen, dann werden die Ausgleichringe 5, 6 am jeweils axial zurücksitzenden Lagerring 3, 4 eingesetzt. Durch das Eindrehen des zweiten Lagers 1 bewegen sich die Stirnseiten 51 und 61 der Ausgleichringe 5 und 6 auf einander zu. Erst nach Abschluss des Eindrehens des zweiten Lagers 1 in die Welle 106 und in das Gehäuse 108 liegen die Stirnseiten 51, 61 in der jeweiligen Ebene 80 bzw. 90 und die Wälzkörper 20 (Kegelrollen) liegen nun an dem Bord 12 des jeweiligen Innenrings 3.
Bei der X-Anordnung wird zuerst der bezüglich des Ausgleichrings 5 modifizierte Innenring 3 in die Welle 106 montiert und verspannt. Dann wird als ein Kontrollmaß der Abstand von der Gehäuseplanfläche 118 auf die Stirnseite 31 des Innenrings 3 gemessen und der Gehäusedeckelbund 119 nach diesem Maß mit leichtem Übermaß, beispielsweise 0,1 mm bis 0,2 mm abhängig von der Formatierung des zweiten Wälzlagers 1, angepasst und befestigt. Die Montage ist abgeschlossen, nachdem der Deckel 104 verschraubt ist.
Eine Halterung 102 wird an die Welle 106 und an der von außen zugänglichen axialen Stirnseite 51 des Ausgleichrings 5 am Innenring 3 des zweiten Wälzlagers 1 lösbar angeordnet. Die Halterung 102 hält somit das zweite Wälzlager 1 von außen lösbar an der Welle 106. Falls die Halterung 102 ein Haltering ist, ist dieser koaxial zur Lagerachse 21 angeordnet.
Ein Gehäusedeckel 104 ist an der äußeren Stirnseite 41 des Außenrings 4 des zweiten Wälzlagers 1 angeordnet. Der Sitz des Gehäusedeckels 104 muss nicht genau bestimmt werden, jedoch sollte dieser mit einer leichten Vorspannung vorgesehen sein. Es ist auch darauf zu achten, dass die Schulteranlage 70 für den Passring 7 planparallel zur Gehäuseplanfläche 118 ist, um später Kontrollmessungen für die Einstellung des zweiten Lagers 1 durch Messen der Abstände zwischen den Ebenen 80, 801, 90, 118 durchführen zu können.
Während des Anziehens von Befestigungsmitteln 24 in axialer Richtung, beispielsweise Schrauben, am Gehäusedeckel 104 dreht sich das Gehäuse 108 sowohl in radialer Richtung um die Lagerachse 21 als auch in axialer Richtung gegen die Welle 106, also in einer schraubenförmigen Bewegung. Der Deckel 104 muss entsprechend angepasst werden.
Vorteilhaft ist, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ausgleichringe 5, 6 die Einstellung des Lagers 1 in der Fertigung unter Berücksichtigung verschiedener Parameter, wie Einfederung, gewünschte Spieleinstellung sowie Toleranzbetrachtungen, vorbestimmt werden kann. Durch die Vorgabe der Ebenen 80, 90 kann nach der Montage die vorgegebene Axialluft oder axiale Vorspannung für die gesamte Lagerung durch den axialen Über- bzw. Rückstand von einem der Lagerringe 3, 4 bezüglich dieser Ebenen 80, 90 genau ermittelt und protokolliert werden. So können spätere Messungen Rückschlüsse auf Veränderungen der axialen Spiel- oder Vorspannungs-Einstellung geben. Aufwendige Spielmessungen während der Montage entfallen. Veränderungen der Vorspannung oder des Lagerspiels können später bei Lagerkontrollen leicht überprüft werden. Falls die jeweiligen Stirnseiten 32, 41 der Lagerringe 3, 4 mit den jeweiligen Stirnseiten 51, 61 der Ausgleichringe 5, 6 in der jeweiligen Ebene 80, 90 liegen, ist das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannung erreicht.
Die Aufweitung des Innenrings 3 und die eventuelle Einschnürung des Außenrings 4 sind zuvor zu ermitteln und als Axialluft vorzugeben. In der Fertigung ist die beschriebene maßliche Abstimmung der axialen Stirnseiten 31, 32, 41, 42 des Innenrings 3 und Außenrings 4 zueinander zu berücksichtigen, also vorzuhalten.
Da auch das zweite Lager 1, welches auf Abstand zum ersten Lager 11 sitzt, in dieser beschriebenen Konstruktion ausgeführt werden kann, erleichtert das die Montage und die Spiel- bzw. Vorspannungseinstellung erheblich.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass diese in allen Bereichen, in denen Kegelrollenlager eingebaut werden und wo diese beim Einbau eingestellt werden müssen, anwendbar ist, unabhängig davon, ob es sich um O- oder X-Anordnungen handelt.
5 zeigt einen Querschnitt eines Kegelrollenlagersystems 100 in einer O-Anordnung als eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagersystems. Da die Anordnung nach 5 symmetrisch zu der in 4 ist, gelten alle Aussagen zu 4 auch für 5 entsprechend. Der Ausgleichring 5 ist an der Stirnseite 41 des Außenrings 4 und der Ausgleichring 6 ist an der Stirnseite 32 des Innenrings 3 des zweiten Kegelrollenlagers 1 angeordnet.
Der Distanzring 7 wird bei der O-Anordnung lose an die Schulteranlage 70 in der Welle 106 angeordnet. Die Schulteranlage 70 sollte planparallel zur Wellenplanfläche 118 angeordnet sein, um später Kontrollmessungen für die Einstellung des zweiten Lagers 1 durch Messen der Abstände zwischen den Ebenen 80, 801, 90, 118 durchführen zu können.
Bei der O-Anordnung wird zuerst der bezüglich der Ausgleichringe 5, 6 modifizierte Außenring 4 montiert und verspannt. Anschließend wird als ein Kontrollmaß der Abstand von der Wellenplanfläche 118 auf die Stirnseite 41, des Außenrings 4 gemessen und der Wellendeckelbund 119 nach diesem Maß mit leichtem Übermaß, beispielsweise 0,1 mm bis 0,2 mm abhängig von der Formatierung des zweiten Wälzlagers 1, angepasst und befestigt. Die Montage ist abgeschlossen, nachdem der Deckel 104 verschraubt ist.
6 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kegelrollenlagersystems 100 mit einem Paar aus einem ersten Kegelrollenlager 11 und einem zweiten Kegelrollenlager 1 in einer X-Anordnung mit Ausgleichringen 5, 25, 6, 26 an vier Positionen eines zweiten Wälzlagers 1.
Auch hier sollte die Schulteranlage 70 planparallel zur Gehäuseplanfläche 118 sein, um später Kontrollmessungen für die Einstellung des Lagers 1 durch Messen der Abstände zwischen den Ebenen 81, 811, 91, 118 durchführen zu können.
Entsprechend wie bei der Ausführungsform nach 2 und 4 gilt auch bei der Ausführungsform nach 3 und 6, dass durch die Vorgabe der Ebenen 81, 91 nach der Montage die vorgegebene Axialluft oder axiale Vorspannung für die gesamte Lagerung durch den axialen Über- bzw. Rückstand von einem der Lagerringe 3, 4 bezüglich dieser Ebenen 81, 91 genau ermittelt und protokolliert werden kann. So können spätere Messungen Rückschlüsse auf Veränderungen der axialen Spiel- oder Vorspannungs-Einstellung geben. Aufwendige Spielmessungen während der Montage entfallen. Veränderungen der Vorspannung oder des Lagerspiels können später bei Lagerkontrollen leicht überprüft werden. Falls die Stirnseiten 51, 251 der Ausgleichringe 5, 25 in der Ebene 81 liegen und die Stirnseiten 61, 261 der Ausgleichringe 6, 26 in der Ebene 91 liegen, ist das gewünschte Spiel bzw. die gewünschte Vorspannung erreicht.
Die gegenwärtige Erfindung ist in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Dennoch können Änderungen und Abwandlungen der hier vorgeschlagenen Gestaltungen des mehrreihigen Wälzlagers 1 durchgeführt werden, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: (zweites) Wälzlager
11: (erstes) Wälzlager
3: Innenring
31: (äußere) axiale Stirnseite des Innenrings
32: (innere) axiale Stirnseite des Innenrings
4: Außenring
41: (äußere) axiale Stirnseite des Außenrings
42: (innere) axiale Stirnseite des Außenrings
5, 15, 25: (äußerer) axialer Ausgleichring
51, 151, 251: (äußere) axiale Stirnseite des (äußeren) axialen Ausgleichrings
50: Rückstand für (äußeren) axialen Ausgleichring
6, 16, 26: (innerer) axialer Ausgleichring
60: Rückstand für (inneren) axialen Ausgleichring
61, 161, 261: (äußere) axiale Stirnseite des (inneren) axialen Ausgleichrings
7: axialer Passring
70: Schulteranlage für Passring
71: axiale Stirnseite des Passrings
72: Höhe des Passrings
80, 81: (äußere) axiale Ebene
801, 811: (äußere) axiale Kontrollebene
90, 91: (innere) axiale Ebene
901, 911: (innere) axiale Kontrollebene
10: Käfig
12: Bord
20: Wälzkörper
H: axiale Höhe des Innenrings und des Außenrings
21: Lagerachse
22: kurze axiale Lagerhöhe (niedrige Toleranz bzgl. axialer Lagerhöhe)
221: lange axiale Lagerhöhe (hohe Toleranz bzgl. axialer Lagerhöhe)
23: kurze axiale Höhe des Ausgleichrings
231: lange axiale Höhe des Ausgleichrings
24: Befestigungsmittel
100: Wälzlagersystem
102: Halterung
104: Deckel
106: Welle
108: Gehäuse
118: Gehäuseplanfläche bzw. Wellenplanfläche
109: axiale Anlage für erstes Wälzlager

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 1640129 U [0008]
DE 4224695 A1 [0009]
DE 60106262 T2 [0010]
DE 102007019881 A1 [0011]
DE 102007047644 A1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://medias.ina.de/medias/de!hp.ec.br/313..-N11CA;bclWUyidmSof?clrsb=1 [0005]

Claims

Wälzlager (1) umfassend einen Innenring (3) und einen Außenring (4), die eine gemeinsame Lagerachse (21) besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) und/oder der Außenring (4) derart ausgestaltet sind, dass mindestens ein axialer Ausgleichring (5, 15, 25, 6, 16, 26) an dem Innenring (3) und/oder an dem Außenring (4) lösbar angeordnet ist, und dass eine axiale Stirnseite (51, 151, 251, 61, 161, 261) des mindestens einen axialen Ausgleichrings (5, 15, 25, 6, 16, 26) und/oder eine axiale Stirnseite (31, 32, 41, 42) des Innenrings (3) und/oder Außenrings (4) in jeweils einer einzigen dadurch definierten axialen Ebene (80, 81, 90, 91) liegen, die senkrecht zur Lagerachse (21) ist.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, wobei der Innenring (3) und/oder der Außenring (4) mindestens einen Rückstand (50, 60) ausgebildet haben, an den der mindestens eine axiale Ausgleichring (5, 6) lösbar angeordnet ist.
Wälzlagersystem (100) mit mindestens einem Paar von Wälzlagern (1, 11), wobei je Paar mindestens eines der Wälzlager (1, 11) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgestaltet ist und das mindestens eine Paar von Wälzlagern (1, 11) in eine Welle (106) und/oder ein Gehäuse (108) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (106) und/oder das Gehäuse (108) eine Schulter (70) ausgebildet hat, an der mindestens ein Passring (7) lösbar angeordnet ist, so dass eine axiale Stirnseite (71) des mindestens einen Passrings (7) in der mindestens einen axialen Ebene (90, 91) liegt, die dem mindestens einen Wälzlager (1, 11) nach einem der voranstehenden Ansprüche zugeordnet ist, wobei die mindestens eine axiale Ebene (90, 91) in axialer Richtung nach innen in das Wälzlagersystem (100) weist.
Wälzlagersystem (100) nach Anspruch 3, wobei eine Halterung (102) an der Welle (106) oder an dem Gehäuse (108) und an einer axialen Stirnseite (51, 151, 251) des mindestens einen axialen Ausgleichrings (5, 15, 25) lösbar angeordnet ist, wobei die axiale Stirnseite (51, 151, 251) von außen zugänglich ist, so dass die Halterung (102) das jeweilige Wälzlager (1, 11) von außen lösbar an der entsprechenden Welle (106) oder an dem entsprechenden Gehäuse (108) hält.
Wälzlagersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die Halterung (102) ein Haltering ist, der koaxial zu der Lagerachse (21) angeordnet ist.
Wälzlagersystem (100) nach Anspruch 4, wobei die Halterung (102) Haltelaschen umfasst.
Wälzlagersystem (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Wälzlagersystem (100) mindestens ein Paar aus einem ersten Wälzlager (11) und einem zweiten Wälzlager (1) in einer O- oder X-Anordnung umfasst und mindestens ein äußerer axialer Ausgleichring (5) und mindestens ein innerer axialer Ausgleichring (6) derart an einem der Wälzlager (1, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 2 lösbar angeordnet sind, dass der mindestens eine äußere axiale Ausgleichring (5) an der in axialer Richtung nach außen weisenden axialen Stirnseite (31, 41) desjenigen Innenrings (3) oder Außenrings (4) lösbar angeordnet ist, der in axialer Richtung zurücksteht im Vergleich zu dem komplementären Außenring (4) oder Innenring (3), und wobei der mindestens eine innere axiale Ausgleichring (6) an der in axialer Richtung nach innen weisenden axialen Stirnseite (42, 32) des komplementären Außenrings (4) oder Innenrings (3) lösbar angeordnet ist, wobei die nach innen weisende axiale Stirnseite (42, 32) in axialer Richtung ebenfalls zurücksteht.
Verfahren zur Montage eines Wälzlagersystems (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Wälzlagersystem (100) mindestens ein Paar aus einem ersten Wälzlager (11) und einem zweiten Wälzlager (1) umfasst und das mindestens eine Paar aus Wälzlagern (1, 11) in eine Welle (106) und ein Gehäuse (108) montiert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Vorgeben einer axialen Lagerhöhe (22, 221), wobei die axiale Lagerhöhe (22, 221) durch eine axiale Höhe (H) des Innenrings (3) und des Außenrings (4) des zweiten Wälzlagers (1) bestimmt wird und die einzige Bezugsgröße für die Einstellung eines Spiels oder einer Vorspannung der Wälzlager (1, 11) darstellt; Einsetzen bzw. Eindrehen des ersten Wälzlagers (11) in die Welle (106) und in das Gehäuse (108), wobei das erste Wälzlager (11) gegen eine axiale Anlage (109) positioniert wird; Bestimmen einer geeigneten axialen Höhe (72) für den mindestens einen Passring (7) und Anordnen des Passrings (7) in die Welle (106) und/oder in das Gehäuse (108), so dass eine äußere axiale Stirnseite (71) des mindestens einen Passrings (7) in der senkrecht zur Lagerachse (21) verlaufenden und in axialer Richtung nach innen weisenden axialen Ebene (90, 91) liegt; Bestimmen einer geeigneten axialen Höhe für den inneren axialen Ausgleichring (6, 16, 26) und lösbares Anordnen des inneren axialen Ausgleichrings (6, 16, 26) an der inneren axialen Stirnseite (42, 32) des Außenrings (4) oder Innenrings (3) des zweiten Wälzlagers (1), so dass nach dem lösbaren Anordnen des zweiten Wälzlagers (1) in die Welle (106) und in das Gehäuse (108) eine axiale Stirnseite (61, 161, 261) des mindestens einen inneren axialen Ausgleichrings (6, 16, 26) und/oder die innere axiale Stirnseite (42, 32) in der axialen Ebene (90, 91) zu liegen kommen, die senkrecht zur Lagerachse (21) ist; Bestimmen einer geeigneten axialen Höhe (23, 231) für den äußeren axialen Ausgleichring (5, 15, 25) und lösbares Anordnen des äußeren axialen Ausgleichrings (5, 15, 25) an der äußeren axialen Stirnseite (31, 41) des komplementären Innenrings (3) oder Außenrings (4) des zweiten Wälzlagers (1), so dass nach dem lösbaren Anordnen des zweiten Wälzlagers (1) in die Welle (106) und in das Gehäuse (108) eine axiale Stirnseite (51, 151, 251) des mindestens einen äußeren axialen Ausgleichrings (5, 15, 25) und/oder die äußere axiale Stirnseite (31, 41) in einer äußeren axialen Ebene (80, 81) zu liegen kommen, die senkrecht zur Lagerachse (21) ist; und Eindrehen des zweiten Wälzlagers (1) samt des mindestens einen äußeren axialen Ausgleichrings (5) und des mindestens einen inneren axialen Ausgleichrings (6) in die Welle (106) und in das Gehäuse (108).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zweite Wälzlager (1) an der Welle (106) oder an dem Gehäuse (108) mit einer Halterung (102) von außen lösbar gesichert wird.