DE102015213618A1 - Test bench for rolling bearings - Google Patents
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Abstract
Offenbart wird ein Prüfstand (1) für ein Wälzlager (2), insbesondere für ein Kegelrollenlager, mit einem ersten Flansch (10) und einem zweiten Flansch (12) zwischen denen das Wälzlager 2 einspannbar ist, wobei der erste Flansch (10) und der zweite Flansch (12) mittels eines Befestigungsmittel (14) in ihrer axialen Position zueinander fixierbar sind, wobei zumindest an dem ersten Flansch (10) ein in Richtung zweitem Flansch (12) axial verschiebbarer Kolben (32) angeordnet ist, der mit einer den Kolben axial verschiebenden vorbestimmten Kraft beaufschlagbar ist, mit der die für die Prüfung des Wälzlagers benötigte Kraft auf das Wälzlager aufbringbar ist, sowie ein Verfahren zum Prüfen eines Wälzlagers (2) auf einem derartigen Prüfstand (1).Disclosed is a test stand (1) for a rolling bearing (2), in particular for a tapered roller bearing, with a first flange (10) and a second flange (12) between which the rolling bearing 2 is clamped, wherein the first flange (10) and the second flange (12) by means of a fastening means (14) are fixable to each other in its axial position, wherein at least on the first flange (10) in the direction of the second flange (12) axially displaceable piston (32) is arranged, with one the piston axially displaceable predetermined force can be acted upon, with which the force required for the examination of the rolling bearing can be applied to the rolling bearing, and a method for testing a rolling bearing (2) on such a test bed (1).
Description
Vorliegende Erfindung betrifft einen Prüfstand für ein Wälzlager, insbesondere für ein Kegelrollenlager, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zum Prüfen eines Wälzlagers auf einem derartigen Prüfstand. The present invention relates to a test stand for a rolling bearing, in particular for a tapered roller bearing, according to the preamble of patent claim 1, and a method for testing a rolling bearing on such a test bed.
Um zu überprüfen, ob Wälzlager, insbesondere die Wälzkörper, den geforderten Belastungen entsprechen, werden die Wälzlager üblicherweise in einem Prüfstand auf ihre Belastbarkeit hin überprüft. Da Wälzlager oft an kritischen Stellen eingebaut werden, muss regelmäßig überprüft werden, ob die Wälzlager den geforderten Bedingungen entsprechen. Dabei sind insbesondere die Wälzkörper von besonderem Interesse, da diese druckbelastungstechnisch die schwächsten Bauteile sind. Grund dafür ist, dass die Wälzkörper immer nur entlang einer Linie (kegelförmige, zylinderförmige Wälzkörper) oder auch nur an einem Punkt (Kugeln) den gesamten auf das Wälzlager wirkenden Druck aufnehmen müssen, was sehr große Anforderungen an die Druckbelastungsresistenz der Wälzkörper stellt. In order to check whether rolling bearings, in particular the rolling elements, meet the required loads, the rolling bearings are usually checked in a test bench for their capacity out. Since rolling bearings are often installed at critical points, it must be checked regularly whether the rolling bearings meet the required conditions. In particular, the rolling elements are of particular interest, since these are the weakest components in terms of pressure loading. The reason for this is that the rolling elements only ever along one line (conical, cylindrical rolling elements) or at one point (balls) must absorb the entire pressure acting on the bearing, which makes very great demands on the pressure load resistance of the rolling elements.
Um zu überprüfen, ob ein Wälzlager ausreichende Belastungswerte aufweist, werden die Wälzlager üblicherweise in einen Prüfstand eingespannt, gedreht und dann so lange mit Druck, beispielsweise über eine axiale Krafteinleitung, beaufschlagt, bis eine Beschädigung an dem Wälzlager, insbesondere an den Wälzkörpern, zu beobachten ist. Liegt die zur Beschädigung notwendige Kraft über einem Schwellenwert, der den geforderten Belastungen entspricht, so hat das Wälzlager seine Prüfung bestanden. In order to check whether a rolling bearing has sufficient load values, the rolling bearings are usually clamped in a test stand, rotated and then so long with pressure, for example via an axial force, applied until a damage to the rolling bearing, in particular to the rolling elements to observe is. If the force required for the damage is above a threshold value which corresponds to the required loads, the rolling bearing has passed its test.
Dazu sind aus dem Stand der Technik Prüfstände bekannt, die einen ersten und einen zweiten Flansch aufweisen, zwischen denen das Wälzlager eingespannt wird. Die beiden Flansche selbst können, um eine axiale Kraftbeaufschlagung auf das Lager auszuüben, axial zugestellt werden, wozu Befestigungsmittel, üblicherweise ein Bolzen-Mutter-System, vorgesehen ist. Dabei werden üblicherweise eine Vielzahl über den Umfang verteilte Bolzen- und Mutter-Kombinationen verwendet, um die entsprechenden Kräfte aufbringen zu können. Zudem müssen, um möglichst gleichmäßige Kräfte aufzubringen und die Flansche gegeneinander nicht zu verkanten, jeweils die gegenüberliegenden Schrauben-Mutter-Kombinationen angezogen werden, was zum einen zeitaufwendig und zum anderen fehleranfällig ist. For this purpose, test stands are known from the prior art, which have a first and a second flange, between which the rolling bearing is clamped. The two flanges themselves can, in order to apply an axial force to the bearing, be delivered axially, for which fastening means, usually a bolt-nut system, is provided. In this case, usually a variety distributed over the circumference bolt and nut combinations are used to apply the appropriate forces can. In addition, in order to apply uniform forces as possible and not to tilt the flanges against each other, in each case the opposite screw-nut combinations are tightened, which is time-consuming and error prone to others.
Zudem ist nachteilig, dass das Wälzlager während der Kraftbeaufschlagung nicht kontinuierlich gedreht werden kann, sondern für jeden weiteren Zustellprozess das Lager abgebremst und der Drehvorgang neu gestartet werden muss. Dies bedeutet aber auch gleichzeitig, dass bei den über das Flanschsystem aufgebrachten Kräften der Andrehvorgang, vor allem bei sehr hohen axialen Kräften, ein sehr hohes Drehmoment benötigt, so dass ein starkes Antriebssystem für das Lager nötig ist. Dies ist wiederum sehr kostenintensiv. In addition, it is disadvantageous that the rolling bearing can not be rotated continuously during the application of force, but the bearing braked for each additional Zustellprozess and the rotation must be restarted. However, this also means at the same time that when the forces applied via the flange system, the starting operation, especially at very high axial forces, requires a very high torque, so that a strong drive system for the bearing is needed. This is again very expensive.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Prüfstände besteht darin, dass, wenn auch mit sehr viel Arbeit, zwar über das Bolzensystem sehr hohe Kräfte auf das Wälzlager aufgebracht werden können, eine Größe der Kräfte jedoch nur begrenzt messbar ist, da die aufeinandertreffenden Gewinde des Bolzen-Mutter-Systems selbst einen hohen Reibanteil mit sich bringen, der nur schwer bestimmbar ist. Another disadvantage of the known test stands is that, although with a great deal of work, although on the bolt system very high forces can be applied to the bearings, a size of the forces is limited, however, is limited, since the colliding thread of the bolt nut -System itself bring a high friction with it, which is difficult to determine.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Prüfstand für ein Wälzlager bereitzustellen, der einfacher zu bedienen ist und mit dem eine eindeutig messbare Kraft auf das zu prüfende Wälzlager aufbringbar ist. Object of the present invention is therefore to provide a test stand for a rolling bearing, which is easier to use and with a clearly measurable force can be applied to the rolling bearing to be tested.
Diese Aufgabe wird durch einen Prüfstand gemäß Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zum Prüfen eines Wälzlagers gemäß Patentanspruch 9 gelöst. This object is achieved by a test stand according to claim 1, and a method for testing a rolling bearing according to claim 9.
Erfindungsgemäß wird ein Prüfstand für ein Wälzlager, insbesondere für ein Kegelrollenlager vorgeschlagen, der einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch aufweist. Zwischen dem ersten Flansch und dem zweiten Flansch ist das zu prüfende Wälzlager einspannbar. Weiterhin ist ein Befestigungsmittel vorgesehen, mittels dessen der erste Flansch und der zweite Flansch in ihrer axialen Position zueinander fixierbar sind. Dies dient insbesondere der Befestigung des zu prüfenden Wälzlagers. Dabei können die Befestigungsmittel, wie aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere in einem Bolzen-Mutter-System bestehen, das umfänglich um das Wälzlager bzw. den Prüfstand verteilt ist. Alternativ können auch mehrere über den Umfang verteilte Hydraulikzylinder als Befestigungsmittel zum Einsatz kommen. According to the invention, a test stand for a roller bearing, in particular for a tapered roller bearing is proposed which has a first flange and a second flange. Between the first flange and the second flange, the rolling bearing to be tested can be clamped. Furthermore, a fastening means is provided, by means of which the first flange and the second flange are fixable to one another in their axial position. This serves in particular for the attachment of the rolling bearing to be tested. In this case, the fastening means, as known from the prior art, in particular in a bolt-nut system, which is distributed circumferentially around the rolling bearing or the test stand. Alternatively, several hydraulic cylinders distributed over the circumference can be used as fastening means.
Im Gegensatz zum Stand der Technik dienen jedoch die Befestigungsmittel nicht mehr dazu die zum Prüfen der Stabilität des Wälzlagers nötige Kraft auf das Wälzlager aufzubringen. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, an dem ersten Flansch mindestens einen in Richtung des zweiten Flansches axial verschiebbarer Kolben anzuordnen. Dieser Kolben wiederum ist dazu ausgelegt, die für die Stabilitätsprüfung des Wälzlagers benötige Kraft auf das Wälzlager aufzubringen. Dabei ist insbesondere bevorzugt, den Kolben derart in dem Prüfstand anzuordnen, dass die für die Prüfung benötigte Kraft auf den rotierenden Lagerring aufbringbar ist. In contrast to the prior art, however, the fastening means no longer serve to apply the necessary force for testing the stability of the rolling bearing on the rolling bearing. For this purpose, it is provided according to the invention to arrange at least one piston, which is axially displaceable in the direction of the second flange, on the first flange. This piston in turn is designed to apply the force required for the stability test of the rolling bearing on the rolling bearing. In this case, it is particularly preferred to arrange the piston in the test stand such that the force required for the test can be applied to the rotating bearing ring.
Selbstverständlich wäre es ebenfalls möglich, auch an dem zweiten Flansch einen derartigen Kolben vorzusehen, da jedoch Actio gleich Reactio gilt, kann auf einen derartigen Kolben am zweiten Flansch verzichtet werden. Of course, it would also be possible to provide such a piston on the second flange, but since Actio equal Reactio applies, can be dispensed with such a piston on the second flange.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist an dem ersten Flansch mindestens eine Aussparung vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Kolben aufzunehmen. Dabei kann die mindestens eine Aussparung als Nut oder auch als durchgängige Öffnung ausgebildet sein. Die Form der Aussparung ist vorzugsweise an die Form des Kolbens angepasst. According to a further advantageous embodiment, at least one recess is provided on the first flange, which is designed to receive the at least one piston. In this case, the at least one recess may be formed as a groove or as a continuous opening. The shape of the recess is preferably adapted to the shape of the piston.
So kann, wie ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, der Kolben als ein mit einem Fluid beaufschlagbarer Kolben ausgebildet sein. Dabei ist insbesondere bevorzugt, die Aussparung als Nut oder Sackbohrung auszubilden in der der Kolben aufgenommen ist. Bei dieser Ausführung ist vorzugsweise zwischen einem Aussparungsgrund und dem Kolben ein Druckraum ausgebildet, der dazu ausgelegt ist, den Kolben mit einem von einem Druckfluid aufgebrachten Druck zu beaufschlagen. Dabei kann der Druckraum direkt von der Aussparung, dem Kolben und den Kolben in der Aussparung dichtend führenden Dichtelementen ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, das Druckfluid beispielsweise in einem balg- oder schlauchähnlichem Element aufzunehmen, das zwischen Aussparungsgrund und Kolben angeordnet ist. Thus, as an advantageous embodiment shows, the piston can be designed as a piston which can be acted upon by a fluid. It is particularly preferred to form the recess as a groove or blind bore in which the piston is received. In this embodiment, a pressure chamber is preferably formed between a recess bottom and the piston, which is designed to pressurize the piston with a pressure applied by a pressurized fluid. In this case, the pressure chamber may be formed directly from the recess, the piston and the piston in the recess sealingly leading sealing elements, but it is also possible to receive the pressurized fluid, for example, in a bellows or hose-like element which is arranged between Aussparungsgrund and piston.
Besonders vorteilhaft ist ein als Ringkolben ausgebildeter Kolben, der in einer Ringnut angeordnet ist. Da der Ringkolben eine über den Umfang gleichmäßige Kraft auf das eingespannte Lager aufbringt, kann dieses an allen Stellen gleichermaßen mit Kraft beaufschlagt werden. Alternativ wäre auch möglich, nur eine Druckseite des Kolbens ringförmig auszubilden. Particularly advantageous is a piston designed as an annular piston, which is arranged in an annular groove. Since the annular piston applies a uniform force over the circumference of the clamped bearing, this can be applied equally force at all points. Alternatively, it would also be possible to form only one pressure side of the piston annular.
Selbstverständlich ist auch möglich, mehrere diskrete Kolben über den Umfang verteilt zu verwenden. Diese können ebenfalls mit einem Druckfluid, wie oben beschrieben, betätigbar ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, diese in durchgängigen Aussparungen durch den Flansch durchzuführen und von außerhalb des Flansches zu betätigen. Dabei können die Kolben auch als eine Vielzahl von Zustellkolben, die von einem zentralen Arbeitskolben betätigbar bzw. mit diesem verbunden sind, ausgebildet sein. Der Arbeitskolben kann dabei mechanisch oder hydraulisch/pneumatisch ausgebildet sein. Of course, it is also possible to use several discrete pistons distributed over the circumference. These may also be operable with a pressurized fluid as described above, but it is also possible to perform them in continuous recesses through the flange and to actuate from outside the flange. In this case, the pistons can also be designed as a multiplicity of delivery pistons that can be actuated or connected to a central working piston. The working piston can be formed mechanically or hydraulically / pneumatically.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Kolben mit einer vorbestimmten Kraft axial verschiebbar ausgebildet, wobei die vorbestimmte Kraft beispielsweise über den einstellbaren Druck des Druckfluids bereitgestellt ist. Da der Druck des Druckfluids direkt auf den Kolben und damit auch direkt auf das Wälzlager wirkt, kann über die leicht zu bestimmende Größe des Drucks des Druckfluids auch die Kraft, die auf den Kolben und damit auf das Wälzlager wirkt, bestimmt werden. Ein Einfluss der Reibung, wie im Stand der Technik durch die Gewinde der Mutter und Bolzen muss nicht berücksichtigt werden. Eine von den Dichtungen aufgebrachte Reibung ist dabei vernachlässigbar. Wird zudem ein balg- oder schlauchförmiges Element als Druckraum verwendet, so kann sogar auf die in der Aussparung reibenden Dichtungen verzichtet werden. Zudem hat die Verwendung von Druckfluiden als druckbeaufschlagendes Medium den Vorteil, dass damit eine konstante und kontinuierliche Kraftbeaufschlagung möglich ist. Gleichzeitig können über Druckfluide sehr große Kräfte aufgebracht werden. Dadurch kann ein Prüfstand bereitgestellt werden, bei dem die tatsächlich auf das Wälzlager wirkende Kraft eindeutig bestimmt werden kann. Dadurch werden die Messungen und die Belastungswerte eindeutig definierbar. According to a further advantageous embodiment, the piston is axially displaceable with a predetermined force, wherein the predetermined force is provided, for example, via the adjustable pressure of the pressure fluid. Since the pressure of the pressure fluid acts directly on the piston and thus directly on the rolling bearing, the force which acts on the piston and thus on the rolling bearing can be determined via the easily determined magnitude of the pressure of the pressure fluid. An influence of friction, as in the prior art by the threads of the nut and bolt need not be considered. A friction applied by the seals is negligible. If, in addition, a bellows or tubular element is used as the pressure chamber, it is even possible to dispense with the seals rubbing in the recess. In addition, the use of pressurized fluids as pressurizing medium has the advantage that thus a constant and continuous application of force is possible. At the same time very large forces can be applied via pressure fluids. As a result, a test stand can be provided, in which the force actually acting on the rolling bearing can be clearly determined. This makes the measurements and the load values clearly definable.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Wälzlagers mit einem Innenring und einem Außenring, zwischen denen mindestens ein Wälzkörper angeordnet ist, auf einem oben beschriebenen Prüfstand, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:
- – Anordnen des Wälzlagers zwischen dem ersten Flansch und dem zweiten Flansch;
- – Befestigen des Wälzlagers in dem Prüfstand durch Zustellen der Flansche zueinander und Fixieren der beiden Flansche in ihrer Position mittels des Befestigungsmittels;
- – Drehen der Lagerringe relativ zueinander und damit Drehen des mindestens einen Wälzkörpers;
- – Aufbringen einer definierten Kraft auf zumindest einen Lagerring mittels des axial verstellbaren Kolbens.
- - Arranging the rolling bearing between the first flange and the second flange;
- - Fixing of the rolling bearing in the test bed by advancing the flanges to each other and fixing the two flanges in position by means of the fastening means;
- - Rotate the bearing rings relative to each other and thus rotating the at least one rolling element;
- - Applying a defined force on at least one bearing ring by means of the axially adjustable piston.
Bei dem erfindungsgemäßen Prüfstand bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei insbesondere vorteilhaft, dass eine Veränderung der Größe der aufgebrachten Kraft während des Drehens der Lagerringe erfolgen kann. Ein Abstoppen und erneutes Andrehen der Lagerringe kann somit entfallen. In the test stand or the method according to the invention, it is particularly advantageous that a change in the size of the applied force during rotation of the bearing rings can take place. A stopping and re-tightening the bearing rings can thus be omitted.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die auf den Lagerring aufgebrachte Kraft kontinuierlich erhöhbar. Dadurch kann nicht nur stufenweise, sondern exakt bestimmt werden, bei welcher Kraftbeaufschlagung eine Beschädigung des Lagers auftritt. According to a further advantageous embodiment, the force applied to the bearing ring is continuously increased. As a result, it is not only possible to determine stepwise, but exactly, in which force application damage to the bearing occurs.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Kraft über einen Druckfluiddruck vorbestimmbar eingestellt werden kann. Da insbesondere Druckfluide sehr hohe Kräfte ausbilden können, wobei die Kräfte zudem stufenlos regelbar sind, kann darüber eine besonders präzise Prüfung erfolgen. Furthermore, it is advantageous if the force can be preset via a pressure fluid pressure. Since in particular pressure fluids can form very high forces, wherein the forces are also infinitely variable, it can be a particularly accurate test done.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben. Further advantages and advantageous embodiments are specified in the claims, the description and the drawings.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei ist das Ausführungsbeispiel rein exemplarischer Natur und soll nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the figure. In this case, the embodiment is purely exemplary in nature and should not determine the scope of the application. This is defined solely by the appended claims.
Es zeigt: It shows:
Weiterhin ist
Um nun die axiale Kraft, die für die Prüfung benötigt ist, auf das Wälzlager
Da ein Druckfluid als druckgebendes Medium verwendet wird, ist zum einen eine kontinuierliche Kraftsteigerung möglich, die zum anderen auch direkt mess- bzw. bestimmbar ist. Im Stand der Technik konnte zwar die Kraft, die zum weiteren Zustellen der Muttern nötig war, ebenfalls gemessen werden. Da jedoch ein Teil dieser Kraft durch die Reibung der Mutter-Bolzen-Gewinde aneinander verloren ging, konnte nicht exakt bestimmt werden, wieviel Kraft tatsächlich auf das Lager wirkte. Bei dem erfindungsgemäßen Prüfstand
Der Kolben
Gleichzeitig ist ebenfalls möglich, die Kolben
Selbstverständlich erschließt sich einem Fachmann, dass ebenfalls ein Ausführungsbeispiel von der Idee der Erfindung umfasst ist, bei dem im Flansch
Weiterhin ist vorteilhaft, dass mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand die aufzubringende Kraft auch während der Rotation der Lagerringe
Insgesamt kann mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand ein Wälzlager leicht auf seine Stabilität hin untersucht werden. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass zum einen eine kontinuierliche und feststellbare Krafteinleitung auf das Lager möglich ist, und zum anderen die Krafteinleitung auch während einer Rotation des Wälzlagers veränderbar ist. Dadurch kann unter realen Bedingungen eine Prüfung der Stabilitätswerte des Lagers durchgeführt werden. Overall, a rolling bearing can be easily examined for stability with the test stand according to the invention. It is particularly advantageous that on the one hand a continuous and detectable force on the bearing is possible, and on the other hand, the introduction of force is variable even during a rotation of the bearing. As a result, a test of the stability values of the bearing can be carried out under real conditions.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Prüfstand test bench
- 22
- Wälzlager roller bearing
- 20, 22 20, 22
- Innenring inner ring
- 24 24
- Außenring outer ring
- 26, 28 26, 28
- Wälzkörper rolling elements
- LL
- Linienbelastung line load
- 10 10
- erster Flansch first flange
- 12 12
- zweiter Flansch second flange
- 14 14
- Befestigungsmittel fastener
- 15 15
- Abstützung support
- 16 16
- Gewindestange threaded rod
- 18 18
- Mutter mother
- 30 30
- Aussparung recess
- 32 32
- Kolben piston
- 34 34
- Druckfläche des Kolbens Pressure surface of the piston
- 36 36
- Druckraum pressure chamber
- 38 38
- Aussparungsboden pocket bottom
- 40 40
- Kraftbeaufschlagungsrichtung Kraftbeaufschlagungsrichtung
- 42 42
- Kraftlinie power line
- 44 44
- Dichtung poetry
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102015213618.3A DE102015213618A1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Test bench for rolling bearings |
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ID=57739023
Family Applications (1)
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DE102015213618.3A Pending DE102015213618A1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Test bench for rolling bearings |
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