DE102019104791A1 - Procedure for adjusting the preload of a double row rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung wird der Außenring (7) eines ersten Wälzlagers (4) in ein Gehäuse (3) eingesetzt, eine gelagerte Welle (2) in Drehung versetzt, der Außendurchmesser des Außenrings (12) eines zweiten Wälzlagers (5) gemessen, zwischen den Innenringen (6, 11) der Wälzlager (4, 5) eine zunehmende Vorspannung erzeugt und eine durch die Zunahme der Vorspannung bewirkte Aufweitung des Außenrings (12) des zweiten Wälzlagers (5) gemessen, wobei bei Erreichen eines Grenzwertes des Außendurchmessers des zweiten Wälzlagers (5) die Erhöhung der Vorspannung gestoppt wird.To adjust the preload of a two-row roller bearing, the outer ring (7) of a first roller bearing (4) is inserted into a housing (3), a supported shaft (2) is set in rotation, the outer diameter of the outer ring (12) of a second roller bearing (5) measured, between the inner rings (6, 11) of the roller bearings (4, 5) an increasing preload is generated and an expansion of the outer ring (12) of the second roller bearing (5) caused by the increase in the preload is measured, with a limit value of the outer diameter being reached of the second roller bearing (5) the increase in the preload is stopped.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung, insbesondere Kegelrollenlagerung.The invention relates to a method for adjusting the preload of a two-row roller bearing, in particular a tapered roller bearing.
Aus der
Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Einstellen des Lagerspiels oder der Vorspannung von Wälzlageranordnungen, welche als zweireihige Kegelrollenlagerungen in O-Anordnung ausgebildet sind, sind zum Beispiel in den Dokumenten
Aus den Dokumenten
Von den diversen, im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung hat insbesondere die Reibmomentmessung Verbreitung gefunden. Das auf einen Lagerring wirkende Reibmoment ist jedoch nicht nur von der Vorspannung, sondern auch von anderen Einflüssen, beispielsweise dem Zustand eines Schmiermittels, abhängig. Von daher ist eine Vorspannungsbestimmung über eine Reibmomentmessung mit erheblichen Unwägbarkeiten behaftet.Of the various methods described in the prior art for determining the preload of a two-row roller bearing, in particular the measurement of frictional torque has found widespread use. The frictional torque acting on a bearing ring is not only dependent on the preload, but also on other influences, for example the condition of a lubricant. For this reason, determining the preload by measuring the frictional torque is subject to considerable imponderables.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung in O-Anordnung anzugeben, welches sich durch eine gute Handhabbarkeit sowie eine weitgehende Unabhängigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, beispielsweise Temperatureinflüssen, auszeichnet.The invention is based on the object of specifying a method for setting the preload of a two-row roller bearing in an O-arrangement, which is characterized by good handling and extensive independence from environmental influences, for example temperature influences.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Verfahren ist anwendbar bei einer Wälzlagerung, welche ein erstes Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring sowie ein zweites Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring umfasst, wobei beide Innenringe voneinander beabstandet auf eine Welle aufgesetzt sind, und umfasst folgende Schritte:
- - Der Außenring des ersten Wälzlagers wird in ein Gehäuse eingesetzt, wobei der Außenring des zweiten Wälzlagers nicht in das Gehäuse eingespannt wird,
- - die Welle, auf welcher sich die Innenringe befinden wird in Drehung versetzt, womit sich die Wälzkörper der beiden Wälzlager ausrichten,
- - ein Referenzwert des Außendurchmessers des Außenrings des zweiten Wälzlagers, das heißt nicht eingespannten Lagers, wird festgestellt,
- - zwischen den beiden Innenringen wird eine zunehmende Vorspannung erzeugt, indem der Abstand zwischen den Innenringen verringert wird,
- - die durch die Zunahme der Vorspannung bewirkte Aufweitung des Außenrings des zweiten Wälzlagers wird gemessen,
- - bei Erreichen eines Grenzwertes der Aufweitung des Außendurchmessers des zweiten Wälzlagers wird die Erhöhung der Vorspannung gestoppt, womit die gewünschte Einstellung der Lagerung erreicht ist.
- - The outer ring of the first roller bearing is inserted into a housing, whereby the outer ring of the second roller bearing is not clamped into the housing,
- - the shaft on which the inner rings are located is set in rotation, with which the rolling elements of the two rolling bearings align,
- - a reference value of the outer diameter of the outer ring of the second roller bearing, i.e. unclamped bearing, is determined,
- - an increasing preload is generated between the two inner rings by reducing the distance between the inner rings,
- - the expansion of the outer ring of the second roller bearing caused by the increase in preload is measured,
- - When a limit value of the expansion of the outer diameter of the second roller bearing is reached, the increase in the preload is stopped, whereby the desired setting of the bearing is achieved.
Die Feststellung eines Referenzwertes, welcher auch als Basiswert bezeichnet wird, bedeutet, dass eine messtechnische Zustandserfassung - hier: des Außenrings des nicht eingespannten Wälzlagers - erfolgt, die als Basis für die spätere Erfassung von Zustandsänderungen nutzbar ist. Hierbei wird durch die Referenzmessung nicht notwendigerweise ein Absolutwert, etwa ein in mm anzugebender Durchmesser, festgestellt. Vielmehr ist es möglich, dem Basiswert einen willkürlichen Wert, beispielsweise den Wert Null, zuzuordnen. Spätere Abweichungen von diesem Wert, was im vorliegenden Fall eine Aufweitung des Außenrings bedeutet, sind messtechnisch erfassbar. In analoger Weise ist auch mit dem Grenzwert, der die Aufweitung des Außenrings des nicht eingespannten Wälzlagers betrifft, nicht notwendigerweise ein Absolutwert des Außendurchmessers des betreffenden Lagerrings gegeben.The determination of a reference value, which is also referred to as the base value, means that a metrological condition recording - here: the outer ring of the unclamped rolling bearing - takes place, which can be used as a basis for the subsequent recording of changes in condition. In this case, the reference measurement does not necessarily determine an absolute value, for example a diameter to be specified in mm. Rather, it is possible to assign an arbitrary value, for example the value zero, to the base value. Subsequent deviations from this value, which in the present case means a widening of the outer ring, can be measured. In an analogous manner, the limit value relating to the expansion of the outer ring of the non-clamped roller bearing does not necessarily give an absolute value of the outer diameter of the bearing ring in question.
Die Aufweitung des Außenrings während des Einstellvorgangs hängt nicht von der Schmierung oder der Drehzahl der Welle ab, sondern vom Druckwinkel des Lagers und der Wandstärke des Lagers, das heißt von bekannten Größen, die keinen Schwankungen durch Umgebungseinflüsse wie Temperaturschwankungen unterworfen sind. The expansion of the outer ring during the adjustment process does not depend on the lubrication or the speed of the shaft, but on the pressure angle of the bearing and the wall thickness of the bearing, i.e. on known variables that are not subject to fluctuations due to environmental influences such as temperature fluctuations.
Bei der zweireihigen Wälzlagerung handelt es sich beispielsweise um eine Kegelrollenlagerung. Grundsätzlich kann das Verfahren auch bei sonstigen Wälzlagerungen mit Lagern, deren Druckwinkel größer als 0 Grad ist, durchgeführt werden. Als Beispiele sind Schrägkugellager und angestellte Rillenkugellager zu nennen.The two-row roller bearing is, for example, a tapered roller bearing. In principle, the method can also be carried out for other roller bearings with bearings whose contact angle is greater than 0 degrees. Examples are angular contact ball bearings and engaged deep groove ball bearings.
Die Messvorrichtung, welche die Aufweitung des Außendurchmessers des zweiten Wälzlagers erfasst, kann entweder in den betreffenden Lagerring integriert oder als gesonderte Messvorrichtung ausgebildet sein. Als gesonderte Messvorrichtung kommt eine handelsübliche Messuhr oder ein induktiver Messtaster in Betracht.The measuring device, which detects the expansion of the outer diameter of the second roller bearing, can either be integrated into the relevant bearing ring or designed as a separate measuring device. A commercially available dial gauge or an inductive measuring probe can be used as a separate measuring device.
Sofern in den Lagerring integrierte Messvorrichtungen vorhanden sind, können diese beispielsweise als Dehnungsmessstreifen an sich bekannter Bauart ausgebildet sein oder Glasfaser umfassen. Im Fall eines Dehnungsmessstreifens kann eine die entsprechende Funktion erfüllende Struktur direkt auf den Lagerring in Form einer Beschichtung, insbesondere an einer Seitenfläche des Lagerrings, aufgebracht sein. Selbst eine Laufbahnbeschichtung, die die Funktion eines Dehnungsmessstreifens erfüllt, ist zur Messung der Aufweitung des Außenrings, welcher an seinem Außenumfang nicht eingespannt, eingeklemmt oder eingepresst ist, nutzbar. Die Abnützung des Dehnungsmessstreifens beim Betrieb des Wälzlagers ist in diesem Fall ohne Belang, da lediglich eine einmalige Messung vor der Inbetriebnahme der gesamten Lagerung vorgesehen ist.If there are measuring devices integrated in the bearing ring, they can be designed, for example, as strain gauges of a type known per se or comprise glass fibers. In the case of a strain gauge, a structure fulfilling the corresponding function can be applied directly to the bearing ring in the form of a coating, in particular on a side surface of the bearing ring. Even a raceway coating that fulfills the function of a strain gauge can be used to measure the expansion of the outer ring, which is not clamped, clamped or pressed in on its outer circumference. The wear and tear of the strain gauge during operation of the roller bearing is irrelevant in this case, since only a single measurement is provided before the entire bearing is put into operation.
Zur Erzeugung und Erhöhung der Vorspannung zwischen den beiden Wälzlagern ist beispielsweise eine auf die Welle aufgeschraubte Wellenmutter geeignet. Das von der Wellenmutter kontaktierte, außen nicht eingespannte Wälzlager ist in verschiedenen möglichen Ausgestaltungen kleiner als das in dem Gehäuse aufgenommene Wälzlager. Insbesondere weist das letztgenannte Wälzlager einen größeren Außendurchmesser als das Wälzlager, an dessen Außenring die Messung durchgeführt wird, auf. Auch sonstige Größenrelationen zwischen den beiden Wälzlagern sind möglich. Zum Beispiel können die Innendurchmesser der beiden Wälzlager unterschiedlich sein, wobei die Wälzlager in diesem Fall auf Wellenabschnitten mit unterschiedlichem Durchmesser angeordnet sind. In allen Fällen braucht derjenige Lageraußenring, dessen Aufweitung nicht messtechnisch erfasst wird, nicht vollumfänglich eigespannt zu sein. Vielmehr ist eine Verdrehsicherung dieses Lageraußenrings für die Durchführung des Verfahrens zur Einstellung der Vorspannung ausreichend.A shaft nut screwed onto the shaft, for example, is suitable for generating and increasing the preload between the two roller bearings. The roller bearing contacted by the shaft nut and not clamped on the outside is in various possible configurations smaller than the roller bearing received in the housing. In particular, the last-mentioned roller bearing has a larger outer diameter than the roller bearing on whose outer ring the measurement is carried out. Other size relationships between the two rolling bearings are also possible. For example, the inner diameters of the two roller bearings can be different, the roller bearings in this case being arranged on shaft sections with different diameters. In all cases, the bearing outer ring whose expansion is not recorded by measurement does not need to be fully self-tensioned. Rather, an anti-rotation lock of this bearing outer ring is sufficient for carrying out the method for setting the preload.
Bei dem während der Messung in das Umgebungsbauteil, welches ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Gehäuse bezeichnet wird, eingesetzten Wälzlager handelt es sich in typischen Ausgestaltungen um dasjenige Wälzlager, welches beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Wälzlagerung die Hauptlasten aufzunehmen hat. Als mögliches Einsatzgebiet der Wälzlagerung sind Hydraulikmotoren in Form von hydrostatischen Schrägachsentriebwerken zu nennen. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die Dokumente
Die Erhöhung der Vorspannung während des Verfahrens kann entweder schrittweise oder kontinuierlich erfolgen. Sofern sich die Messvorrichtung nicht beim Betrieb der Wälzlagerung abnutzt, kann in späteren Betriebsphasen eine Nachstellung der Vorspannung entsprechend dem beschriebenen Verfahren erfolgen.The increase in bias during the process can be either incremental or continuous. If the measuring device does not wear out during operation of the roller bearing, the preload can be readjusted in later operating phases according to the method described.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 in schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung, nämlich Kegelrollenlagerung, in O-Anordnung. -
2 bis4 in Darstellungen analog1 weitere Vorrichtungen zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung.
-
1 a schematic representation of a device for adjusting the preload of a two-row roller bearing, namely tapered roller bearing, in an O-arrangement. -
2 to4th analogous inrepresentations 1 further devices for adjusting the preload of a two-row roller bearing.
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations relate to all exemplary embodiments. Parts which correspond to one another or have the same effect in principle are identified in all figures with the same reference symbols.
Eine Lageranordnung
Die Wälzlagerung
Hinsichtlich des Außendurchmessers sowie der Ausdehnung in Axialrichtung (x-Richtung) ist im Ausführungsbeispiel nach
Das erste Kegelrollenlager
Im Fall des zweiten, nicht eingespannten Kegelrollenlagers
Auf dem Innenring
Der Innenring
Was das Ausführungsbeispiel nach
Zur Einstellung der Vorspannung der Lageranordnung
Beim anschließenden Anziehen der Wellenmutter
Als Messvorrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Lageranordnung, WälzlagerungBearing arrangement, roller bearing
- 22
- Wellewave
- 33
- Gehäusecasing
- 44th
- erstes Kegelrollenlagerfirst tapered roller bearing
- 55
- zweites Kegelrollenlagersecond tapered roller bearing
- 66th
- InnenringInner ring
- 77th
- AußenringOuter ring
- 88th
- WälzkörperRolling elements
- 99
- KäfigCage
- 1010
- Absatzparagraph
- 1111
- InnenringInner ring
- 1212
- AußenringOuter ring
- 1313
- Wälzkörper, KegelrolleRolling elements, tapered roller
- 1414th
- KäfigCage
- 1515th
- Absatzparagraph
- 1616
- WellenmutterShaft nut
- 17 17th
- Messvorrichtung Measuring device
- AWAW
- AufweitungWidening
- MM.
- MittelachseCentral axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- EP 0567805 A1 [0014]EP 0567805 A1 [0014]
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