DE1813409A1 - Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels bei Waelzlagereinbauten - Google Patents

Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels bei Waelzlagereinbauten

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Description

DER PATENTAWWALTtDlPL-IiiG. W. 3EYER Frankfurt/main Dipl.-Wirt sch.-Ing· B. Jochem freiherr-vom-stein-strasse is In Sachen: Az.>
Aktiebolaget 1 Q 1 Q / Π Q
Svenska Kullagerfabriken Io I ο 4 U
Göteborg / Schweden
Patentanmeldung
Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr. 16 789/67
rom 7. Dezember 1967
Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels bei Wälzlagereinbauten
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels bei walzlagereinbauten mit Hilfe einstellbarer Ringe aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungsbeiwerten, die mit mindestens einem Wälzlagerlaufring zusammenwirken.
Bei einer vorbekannten Ausführungsform einer solchen Einrichtung gelangen zwei Einstellglieder zwischen zwei Wälzlagern zum Einsatz, von denen das eine gegen die inneren Laufringe beider Wälzlager anliegt, während das andere Einstellglied sich in Anlage gegen die äusseren Laufringe der Wälzlager befindet. Je nachdem, für welchen der beiden Laufringe eines Jeden Lagers die höhere Temperaturbeanspruchung erwartet wird, ist das gegen diese Laufringe anliegende Einstellglied aus einem Material nit einem grossen Wäraeausdehnungsbeiwert hergestellt, während das gegen die anderen Laufringe anlie-
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gende Einstfellglied aus Material mit niedrigem Wärmeaus dehnungsbeiwert hergestellt ist. Ein Ausgleich für das mit zunehmender Temperatur ansteigende axiale Lagerspiel ist nur durch eine Ausdehnung in axialer Richtung möglich. In der Praxis ist es jedoch sehr schwierig, die Einstellglieder für jeden möglichen Verwendungsfall richtig auszuwählen, da eine solche Auswahl nur durch die Wahl des Ausdehnungsbeiwertes der Materialien für die Einstellglieder möglich ist. Dies bedeutet, daß eine grosse Anzahl von Einstellgliedern aus verschiedenen Materialien zur Verfügung stehen muss, und dies ist angesichts der grossen Anzahl vorrätig gehaltener Wälzlager und deren Verwendung für die verschiedensten Zwecke praktisch kaum möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen, indem die bekannte Einrichtung in solcher Weise abgeändert wird, daß sie gegenüber der bekannten Ausführungsform in Bezug auf die Herstellung und das Betriebsverhalten wesentliche Vorteile mit sich bringt. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwei derartige - die Einstellglieder bildende Ringe einander mit konischen Innen-bzw. Aussenflachen übergreifen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen ersten Wälzlagereinbau mit zwei Kegelrollenlagern, die mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung gegenüber einem abgesetzten Teil einer Welle in Stellung gehalten werden,
Fig. 2 einen Axialschnitt mit einem zweireihigen Zylinderrollenlager auf einem konischen
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Schaftabschnitt, wobei das axiale Lagerspiel durch eine Einrichtung nach der Erfindung an beiden Stirnenden des Lagers kompensiert wird,
Pig. 3 einen Axialschnitt durch einen Wälzlagereinbau mit zwei Kegelrollenlagern, wobei sowohl dem inneren als auch dem ausseren . Laufring Einrichtungen nach der Erfindung zugeordnet sind, und
Fig. 4 %m Axialschnitt eine weitere Ausführungsform eines Lagereinbaus mit zwei Kegelrollenlagern, wobei das Axialspiel mit Hilfe von drei Hingen gemäss der Erfindung kompensiert wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine Welle 1 im mittleren Bereich mit einer Verdickung 2 versehen. Zu beiden Seiten der Verdickung 2 befindet sich in Anlage an die durch die Verdickung gebildete Schulter 5 ein Kegelrollenlager 4. Jedes Kegelrollenlager 4 hat einen inneren Laufring 5 und einen ausseren Laufring Der letztere ist in einem Gehäuse 7 gefasst, das an jedem Ende durch einen Deckel 8 abgeschlossen ist. In dem Baum zwischen dem ausseren Laufring 6 und dem benachbarten Deckel 8 eines Jeden der beiden Kegelrollenlager ist eine aus zwei Ringen 9 und 10 bestehende Einstelleinrichtung angeordnet. Der eine Ring 9 hat auf der Aussenseite und der andere Ring 10 auf der Innenseite eine Konusfläche, und die Ringe 9»10 übergreifen einander mit diesen Konusflächen. Jedes Paar der einander übergreifenden Ringe 9*10 hat eine Breite, gemessen über die radial ausseren Kanten, die grosser ist als die Breite eines jeden einzelnen Ringes. Das Überaass entspricht mindestens dem Maximalwert der axialen Ver-
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Schiebung, die erforderlich ist, Tim Änderungen im Lagerspiel zu kompensieren.
Die Ringe 9 und 10 bestehen aus Materialien unterschiedlicher warmeausdehnungsbeiwerte. Der Ring mit dem grösseren Wärmeausdehnungsbeiwert, der das aktive Glied der !Einrichtung bildet - in diesem Fall der Ring besteht vorzugsweise aus Aluminium, Messing, Mangan od. dgl., während der passive Ring 9 aus Stahl, Invarstahl od.dgl. hergestellt ist. Je nach der Lage der beiden Ringe im Verhältnis zueinander, wird eine Zunahme der axialen Breite eines jeden Ringpaares bei Temperaturänderung auftreten. So wird gemäss der Darstellung in Fig. 1 ein Ring 10, der an der Innenseite konisch ausgebildet ist und aus einem Material mit höherem Wärmeaus dehnungsbeiwert besteht als der Innenring 9» im Durchmesser stärker zunehmen als der letztgenannte Innenring 9· Dadurch werden die beiden Ringe in ihrer gegenseitigen Lage zueinander derart verschoben, dass sie sich an den konischen Oberflächen aufeinander gleitend aufeinander zu bewegen. Die gesamte axiale Breite des Ringpaares wird hierdurch abnehmen, und der äussere Laufring 6 kann sich derart einstellen, daß ein schädlicher Druck im Lager vermieden wird. Durch entsprechende Auswahl des Eonuswinkels im Verhältnis zu den erwarteten Temperaturschwankungen kann jede gewünschte Breitenänderung erhalten werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hat ein zweireihiges Zylinderrollenlager einen inneren Laufring 5» der auf einem konischen Abschnitt 11 der Welle 1 sitzt. An jeder Seite des Lagers befindet sich eine Einstelleinrichtung gemäss der Erfindung. Das an dem dünneren Ende des Konusabschnittes 11 angeordnete Ringpaar 9»10
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dient zur Ausübung einer nach aussen gerichteten Kraft, wenn sein axiales Breitenmaß zunimmt. Bas Ringpaar am dickeren Ende des KonusabSchnitts 4 ist dergestalt angeordnet, daß der aussere Ring 10 einen grosseren Wärmeausdehnungsbeiwert als der innere Ring 9 besitzt, so dass der Durchmesser des Ringes 10 bei ansteigender Temperatur dergestalt zunimmt, dass der innere Ring 9» der dieser Durchmesserzunahme nicht folgt, in den ausseren Ring 10 hineingedrückt wird, so daß die axiale Erstreckung dieses Ringpaares abnimmt. Durch diese Anordnung ist es möglich, die axiale Lage des inneren Laufrings auf der Welle 1 nachzustellen, wodurch vermieden wird, daß das Radialspiel im Wälzlager bei ansteigender Temperatur zu klein wird.
Die Anordnung nach Fig. 3 zeigt eine Kombination der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtungen zum Zwecke der Einstellung des axialen Lagerspiels sowohl an den inneren wie an den ausseren Wälzlagerlaufringen.
DietAusführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von denen der vorgenannten Figuren dadurch, daß die Einstelleinrichtung aus drei Ringen 12,13 und 14 besteht, von denen der mittlere Ring 14 zwei gegeneinander konvergierende Konusflächen 14a und 14b aufweist, während die damit zusammenwirkenden Ringe 12 und 13 nur Je eine Konusfläche im Inneren besitzen. Wenn erreicht werden soll, daß sich der Axialabstand zwischen den beiden Kegelrollenlagern verkleinert, müssen die Ringe 12 und aus Material mit grösserem Wärmeausdehnungsbeiwert bestehen als das Material des mittleren Ringes 14 mit der doppelten Konusfläche· Soll sich hingegen umgekehrt der Abstand zwischen den Lagern vergrossern, dann muss der
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mit doppelter Konusfläche versehene Ring 14- aus dem Material mit dem grösseren Wärmeausdehnungsbeiwert im Verhältnis zu den beiden einfachen Aussenringen 12 und 13 bestehen.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Hingformen beschränkt, sondern es können auch scheibenförmige Ringe mit grösserer Radialäusdehnung, als die Axialausdehnung beträgt, verwendet werden.
Patentansprüche /
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Claims (6)

  1. Patentansprüche
    ;1· Einrichtung zur Aufrechterhaltung des axialen Lagerspiels "bei Wälzlagereinbauten mit Hilfe einstellbarer Ringe aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungsbeiwerten, die mit mindestens einem Wälzlager-Lauf ring zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei derartige Hinge (9,10. bzw. 12,13114·) einander mit konischen Innen- bzw. Aussenflachen übergreifen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geke nnzeichnet, daß die Form und die Größe der Konusflächen an den einander übergreifenden Hingen (9»10 bzw. 12,13»14-) sowie die Wärmeausdehnungsbeiwerte der Ringmaterialien derart in Bezug auf die gewünschte Axialverschiebung ausgewählt sind, daß das Lagerspiel bei Temperaturänderungen unbeeinflusst bleibt.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei Ringen (12,13,14-) besteht, von denen der mittlere Ring (14) zwei konvergierende Konusflächen aufweist und die beiden aus8eren Ringe (12,13) mit Je einer der Konusflächen des mittleren Ringes (14) zusammenwirkende einzelne Konusflächen besitzen.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekenn z-eichnet, daß als Material für den Ring mit dem grosseren Wärmeausdehnungsbeiwert Aluminium, Messing, Mangan od.dgl. verwendet ist, während der Ring mit dem geringeren Wäreeausdehnungsbeiwert aus Stahl, Invarstahl od.dgl. besteht.
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  5. 5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der einander übergreifenden Ringe um so viel grosser als der andere Ring ist, daß die radial äussersten Kanten der Ringe ihren Abstand bei Temperaturänderungen um einen Betrag ändern, der mindestens dem Maximalwert des eingestellten Lagerspiels entspricht.
  6. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe Scheibenform mit im Verhältnis zur axialen Erstreckung grösserer Radialerstreckung aufweisen.
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