DE19634877A1

DE19634877A1 - Wälzlager-Drehverbindung

Info

Publication number: DE19634877A1
Application number: DE19634877A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Hubertus
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-05

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wälzlager-Drehverbindung, bestehend aus zwei Laufringen und zwischen diesen abrollenden Wälzkörpern, wobei der Außen ring in einer Ausnehmung einer Anschlußkonstruktion gehalten ist. Die Erfin dung betrifft außerdem Verfahren zur Herstellung der Wälzlager-Drehverbin dung.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Wälzlager-Drehverbindungen sind bereits bekannt ("Die Wälzlager praxis", Vereinigte Fachverlage GmbH, Mainz, 1995). Solche Wälzlager-Dreh verbindungen werden als Schwenklager für die Abstützung von Baggern, Kränen oder im Fahrzeugbau für Gelenkbusse bzw. Straßenbahnen eingesetzt, d. h. in Einsatzgebieten, bei denen bei begrenztem Einbauraum hohe Belastungen auftreten und die eine hohe Betriebssicherheit verlangen. Diese Drehverbindun gen können Axialkräfte, Radialkräfte und Kippmomente aufnehmen.

Dabei ist es üblich, den Außenring der Wälzlager-Drehverbindung in einer Ausnehmung einer Anschlußkonstruktion zu befestigen. Dies erfolgt derart, daß der Außenring in der Ausnehmung mit Hilfe eines zusätzlichen Bauteiles eingespannt (DE 195 10 182 A1) oder direkt über Befestigungsschrauben in der Anschlußkonstruktion verankert wird. Dies ist einerseits ein erhöhter Aufwand, da Befestigungsschrauben verwendet und zugehörige Aufnahmebohrungen eingebracht werden müssen. Andererseits tritt durch die Aufnahmebohrungen eine Querschnittsverminderung ein, die sich unter Umständen negativ auf die Festigkeit der Gesamtkonstruktion auswirken kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wälzlager-Drehverbindung zu entwic keln, deren Außenring ohne die Verwendung von Befestigungsschrauben sicher in der Anschlußkonstruktion verankert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Außenring mit einer Trenn fuge versehen, elastisch verformbar und in die in radialer Richtung nach innen offene Ausnehmung eingefedert ist.

Der Außenring wird dabei zunächst an seinen beiden durch die Trennfuge beschriebenen Enden mit einer Kraft beaufschlagt, so daß sich in radialer Richtung ein Ende gegen das andere Ende verschiebt, d. h. der Ring in seinem Durchmesser verringert ist. In diesem gespannten Zustand wird der Außenring in die Ausnehmung der Anschlußkonstruktion eingelegt und federt nach Auf hebung der Kraftbeaufschlagung auf, d. h. er vergrößert wieder seinen Durch messer. Dadurch, daß die Ausnehmung der Anschlußkonstruktion nur in radia ler Richtung nach innen offen ist, ergibt sich ein sicherer Halt des Außenringes in der Anschlußkonstruktion auch ohne eine Verwendung von Befestigungs schrauben.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Trennfuge des Außenringes geradli nig unter einem Winkel zu einer Mittelsenkrechten verläuft. Durch diese schrä ge Anordnung der Trennfuge wird das Einschnüren bzw. das Aufweiten des Außenringes wesentlich erleichtert.

Nach Anspruch 3 soll die Trennfuge durch Sprengen, Trennschleifen oder Erodieren hergestellt sein.

Beim Sprengen wird der Ring in bekannter Weise mit einer Einkerbung ver sehen, d. h. an einer gewünschten Stelle geschwächt, die dann durch Kraft beaufschlagung zur Sollbruchstelle wird. Dies hat den Vorteil, daß die Trenn fuge ohne Materialverlust erzeugt wird. Derartig gesprengte Ringe sind daher insbesondere für Präzisionsanwendungen vorteilhaft einsetzbar. Beim Trenn schleifen oder Erodieren, d. h. einem Materialabtrag durch Schleifkorn oder durch Erzeugen örtlich hoher Temperaturen durch einen elektrischen Licht bogen, werden Teilchen vom Werkstoff abgetragen, so daß die beiden durch die Trennfuge beschriebenen Enden des Ringes im aufgefederten Zustand sich nicht mehr berühren. Eine derart breite Trennfuge eignet sich insbesondere für den Ausgleich von Toleranzen zwischen Ring und Aufnahmebohrung, d. h. ein möglicher Härteverzug des Ringes wird über die Trennfugenbreite ausgeglichen.

Zur Herstellung dieser Wälzlager-Drehverbindung sind prinzipiell zwei Ver fahrensweisen möglich. So ist nach Anspruch 4 vorgesehen, daß der Außenring mechanisch bearbeitet, gehärtet, mit der Trennfuge versehen und anschließend in die Ausnehmung eingefedert wird. In diesem Fall ist nach Anspruch 5 vor gesehen, daß der Laufring einem Formhärten unterworfen ist. Der Fachmann versteht darunter in bekannter Weise das Abkühlen bzw. das Abschrecken des Härtegutes unter dem Zwang einer Form, so daß Härteverzüge, die durch innere Umwandlungen des Gefüges eintreten, weitestgehend vermieden sind.

Das zweite Herstellungsverfahren zur erfindungsgemäßen Wälzlager-Drehver bindung zeichnet sich nach Anspruch 6 dadurch aus, daß der Außenring me chanisch bearbeitet, mit der Trennfuge versehen, in die Ausnehmung eingefe dert und anschließend gehärtet wird.

Nach dem zweiten unabhängigen Anspruch 7 ist es auch möglich, daß der Außenring mit mehreren Trennfugen versehen ist und in die in radialer Richtung nach innen offene Ausnehmung eingelegt ist.

Bei einer derart gestalteten Wälzlager-Drehverbindung ist der Außenring ohne Vorspannung in der Anschlußkonstruktion gehalten, d. h. es ist kein Biegevor gang erforderlich. Die Fixierung der einzelnen Teile des Außenringes erfolgt in diesem Fall über den zugehörigen Innenring bzw. die Wälzkörper.

Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall nach Anspruch 8 vorgesehen, daß der Außenring drei um 120° zueinander versetzte Trennfugen aufweist, wobei zu mindest zwei zueinander benachbarte Trennfugen parallel verlaufen. Durch diesen parallelen Verlauf der Trennfugen wird das Einsetzen des letzten Teil stückes des Außenringes wesentlich vereinfacht.

Zur Herstellung einer Wälzlager-Drehverbindung, deren Außenring mehrere Trennfugen hat, empfiehlt es sich nach Anspruch 9, den Außenring mit einer gegenüber einer Umgebungstemperatur niederen Temperatur in die gegenüber der Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur gebrachte Anschlußkon struktion einzusetzen. Durch diese Verfahrensweise lassen sich die Trennfugen in ihrer verbleibenden Breite reduzieren, da sich nach dem Temperaturausgleich der Außenring aufweitet und die Anschlußkonstruktion in ihrer radialen Aus dehnung verringert.

Nach dem dritten unabhängigen Anspruch 10 schließlich soll der Außenring ohne Trennfuge, d. h. als geschlossener Kreisring unter Berücksichtigung unter schiedlicher Wärmedehnungen zwischen diesem und der Anschlußkonstruktion zum Montagezeitpunkt in die in radialer Richtung nach innen offene Ausneh mung eingelegt sein. Dies ist aber nur möglich, wenn die Ausnehmung in der Anschlußkonstruktion nur so tief ausgeführt ist, daß dieser Maßunterschied bei der Montage durch eine Temperaturdifferenz zwischen dem Außenring und der Anschlußkonstruktion ausgleichbar ist. Dabei kann nach den Ansprüchen 11 und 12 dies dadurch erfolgen, daß die Anschlußkonstruktion gegenüber einer Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur gebracht ist bzw. der Au ßenring gegenüber der Umgebungstemperatur auf eine niedere Temperatur gebracht ist.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Wälzlager-Drehverbindung nach dem bisherigen Stand der Technik,

Fig. 2 u. 5 eine erfindungsgemäße Wälzlager-Drehverbindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen einteiligen, gesprengten Außenring und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen mehrteiligen, gesprengten Außen ring.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wälzlager-Drehverbindung für einen Gelenkbus besteht aus einem Innenring 1, einem Außenring 2 und zwischen diesen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern 3. Der Innenring 1 ist zur Aufnahme der Wälzkörper 3 mit einer Befüllöffnung 4 versehen. Der Wälzkörperkranz 3 ist nach außen durch die Dichtungen 5, 6 abgeschirmt und wird mit Hilfe einer Nachschmiereinrichtung 7 mit Schmiermittel versorgt. Der Außenring 2 ist mit einer teilweise verzahnten Anschlußkonstruktion 8 ver bunden.

Der in Fig. 1 dargestellte Stand der Technik zeigt, daß die Anschlußkonstruk tion 8 eine Ausnehmung 9 aufweist, die in radialer Richtung nach innen und in axialer Richtung nach unten offen ist. Der Außenring 2 ist in der Anschlußkon struktion 8 über eine Vielzahl gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnete Befestigungsschrauben 10 gehalten. Es ist erkennbar, daß eine solche Befesti gungsart durch die Vielzahl der verwendeten Befestigungsschrauben 10 ein schließlich der zugehörigen Aufnahmebohrungen in der Anschlußkonstruktion 8 sehr aufwendig in Fertigung und Montage ist.

Die Wälzlager-Drehverbindung nach Fig. 2 ist nun erfindungsgemäß derart gestaltet, daß die Ausnehmung 9 nur in radialer Richtung nach innen offen ist und der Außenring 2 in diese Ausnehmung 9 demzufolge von innen eingelegt werden muß. Dies erfolgt nun in der bereits beschriebenen Weise so, daß der gemäß Fig. 3 mit einer Trennfuge 11 versehene Außenring 2 zunächst durch Zusammenpressen in seinem Durchmesser verkleinert wird, wobei seine beiden Enden 12, 13 in radialer Richtung übereinander liegen. Dieser so vorgespannte Außenring 2 wird nun in die Ausnehmung 9 der Anschlußkonstruktion 8 eingeführt und anschließend aufgefedert, so daß ein sicherer Halt gegeben ist. Das Auffedern in seine Ausgangslage wird durch die schräg zur Mittelsenkrech ten 14 verlaufende Trennfuge 11 begünstigt.

Fig. 4 zeigt einen Außenring 15, der mit Trennfugen 16, 17, 18 versehen ist, d. h. in drei Segmente zerfällt. Diese werden nun einzeln in die Ausnehmung 9 der Anschlußkonstruktion 8 eingelegt und durch den Innenring 1 bzw. die Wälzkörper 3 in der Ausnehmung 9 gehalten. Wie aus Fig. 4 weiter ersicht lich, müssen zumindest zwei benachbarte Trennfugen 17, 18 einen parallelen Verlauf aufweisen.

Fig. 5 zeigt eine Wälzlager-Drehverbindung deren Außenring 19 als geschlos sener Kreisring, d. h. ohne Trennfuge 11 in die Ausnehmung 9 der Anschluß konstruktion 8 eingesetzt ist. Dies erfolgt erfindungsgemäß derart, daß der Außenring 19 abgekühlt und die Anschlußkonstruktion 8 gegenüber einer Umgebungstemperatur erwärmt werden, wobei der Maßunterschied zwischen dem Grund der Ausnehmung 9 und der Mantelfläche des Außenringes 19 durch die Temperaturdifferenz zwischen beiden bestimmt ist. Aufgrund dieser unter schiedlicher Wärmedehnungen kann nun der Außenring 19 in die Anschlußkon struktion 8 in axialer Richtung eingeführt werden und anschließend nach dem Temperaturausgleich in der Ausnehmung 9 fixiert werden, wobei sich die Anschlußkonstruktion 8 in radialer Richtung in ihrem Durchmesser verringert und der Außenring 19 in seinem Durchmesser vergrößert.

Bezugszeichenliste

1 Innenring
2 Außenring
3 Wälzkörper
4 Befüllöffnung
5 Dichtung
6 Dichtung
7 Nachschmiereinrichtung
8 Anschlußkonstruktion
9 Ausnehmung
10 Befestigungsschraube
11 Trennfuge
12 Ende
13 Ende
14 Mittelsenkrechte
15 Außenring
16 Trennfuge
17 Trennfuge
18 Trennfuge
19 Außenring

Claims

1. Wälzlager-Drehverbindung, bestehend aus zwei Laufringen (1, 2) und zwi schen diesen abrollenden Wälzkörpern (3), wobei der Außenring (2) in einer Ausnehmung (9) einer Anschlußkonstruktion (8) gehalten ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Außenring (2) mit einer Trennfuge (11) versehen, elastisch verformbar und in die in radialer Richtung nach innen offene Ausnehmung (9) eingefedert ist (Fig. 2 und 3).

2. Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (11) geradlinig unter einem Winkel zu einer Mittelsenkrechten (14) verläuft (Fig. 3).

3. Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (11) durch Sprengen, Trennschleifen oder Erodieren hergestellt ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (2) mechanisch bearbeitet, gehärtet, mit der Trennfuge (11) versehen und anschließend in die Ausnehmung (9) eingefedert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (2) einem Formhärten unterworfen ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Wälzlager-Drehverbindung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (2) mechanisch be arbeitet, mit der Trennfuge (11) versehen, in die Ausnehmung (9) eingefedert und anschließend gehärtet wird.

7. Wälzlager-Drehverbindung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (15) mit mehreren Trennfugen (16, 17, 18) versehen und in die in radialer Richtung nach innen offene Ausnehmung (9) eingelegt ist (Fig. 2 und 4).

8. Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (15) drei um 120° zueinander versetzte Trennfugen (16, 17, 18) aufweist, wobei zumindest zwei zueinander benachbarte Trennfugen (17, 18) parallel verlaufen (Fig. 4).

9. Verfahren zur Herstellung einer Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (15) mit einer gegenüber einer Umgebungstemperatur niederen Temperatur in die gegenüber der Umgebungs temperatur auf eine höhere Temperatur gebrachte Anschlußkonstruktion (8) eingesetzt ist.

10. Wälzlager-Drehverbindung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (19) ohne Trennfuge (11) unter Berücksich tigung unterschiedlicher Wärmedehnungen zwischen diesem und der Anschluß konstruktion (8) zum Montagezeitpunkt in die in radialer Richtung nach innen offene Ausnehmung (9) eingelegt ist (Fig. 5).

11. Verfahren zur Herstellung einer Wälzlager-Drehverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkonstruktion (9) gegenüber einer Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur gebracht ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (19) gegenüber der Umgebungstemperatur auf eine niedere Temperatur gebracht ist.