DE19831302B4

DE19831302B4 - Axiale Festlegung einer Wälzlagerung

Info

Publication number: DE19831302B4
Application number: DE19831302A
Authority: DE
Inventors: Thomas Peuschel
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: DE19831302A1

Abstract

Auf einem Wellenzapfen (2) oder dgl. in axialer Richtung mittels eines in einer Ringnut (24) oder dgl. des Wellenzapfens (2) eingesetzten mehrteiligen Abstützringes (23) festlegbare, gegen einen Wellenbund (20) oder dgl. anliegende mehrreihige Wälzlagerung (3), gekennzeichnet durch
– ein Wälzlager (3) mit bereits eingestelltem Axialspiel und eingeengter Breitentoleranz von ±0,25 mm über den bzw. die Innenringe (9, 10),
– genau eine zwischen dem Innenring (9) und Abstützring (23) angeordnete, im wesentlichen zylindrische Distanzhülse (22),
– eine Tolerierung des Abstandes zwischen Wellenbund (20) und Seitenkante (26) der Ringnut (24) zur Aufnahme des Abstützringes (23) sowie der Breite der zwischen Wellenbund (20) und Seitenkante (26) der Ringnut (24) liegenden sonstigen Teile, die derart eng gewählt ist, dass ein axiales Einbauspiel von 0,2 bis 1,2 mm für den bzw. die Innenringe erzielt wird, und
– die Distanzhülse (22) und der Abstützring (23) frei von Mitteln zum veränderbaren Einstellen einer...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf einem Wellenzapfen oder dgl. in axialer Richtung mittels eines in einer Ringnut oder dgl. des Wellenzapfens eingesetzten mehrteiligen Abstützrings festlegbare gegen einen Wellenbund oder dgl. anliegende mehrreihige Wälzlagerung.

Zur Befestigung von mehrreihigen Wälzlagerungen auf Wellenzapfen oder dgl., ist es bekannt, auf einen Gewindeabschnitt hinter der Sitzfläche des Wälzlagers eine Wellenmutter aufzuschrauben, die gegen einen der Innenringe des Wälzlagers zur Anlage kommt und diesen und den anderen Innenring gegen einen Wellenbund oder dgl. drückt ( DE 924 789 C ). Soll das Wälzlager weitgehend axialspielfrei angestellt werden, wird die Mutter zunächst fest angezogen und dann um einen bestimmten, dem gewünschten Axialspiel entsprechenden Betrag gelöst. Anschließend wird die Mutter in geeigneter Weise gegen Lösen gesichert.

Es ist weiterhin zur axialen Festlegung von mehrreihigen Wälzlagern mit einstellbarem Axialspiel auf Wellenzapfen oder dgl. bekannt, zwischen dem mit kegeliger Bohrung versehenen Lagerinnenring und einem in einer Ringnut oder dgl. eingesetzten mehrteiligen Abstützring einen zwei- oder mehrteiligen Anstellring anzuordnen, wobei die Teile des Anstellringes über ein Gewinde oder durch Einleitung von Drucköl zwischen entsprechende Ringflächen axial gegeneinander verschoben werden und durch die Verschiebung eine Einstellung des Axialspiels im Lager erfolgt ( GB 885 899 und DE 15 77 125 B ). Die Lagerinnenringe sitzen nach dem axialen Aufschieben mit festem Sitz auf dem Walzenzapfen und können während des Betriebs axial gespannt bleiben.

Bei diesen bekannten Lösungen sind eine Vielzahl von Einzelteilen, die zum Teil noch mit besonderen Verschiebemitteln, wie Gewinde oder Druckkammern und Ölzuführungen versehen sein müssen, erforderlich. Auch müssen die Teile des Anstellringes nach dem Einstellen des Axialspiels noch gegen Verdrehen oder Verschieben gesichert werden, um eine Veränderung des Axialspiels im Betrieb und unter Belastung sicher zu vermeiden. Wegen der relativ großen Zapfenabmessungen müssen große und nur schwer handhabbare Muttern verwendet werden. Außerdem müssen wegen der auf die Mutter und die Muttersicherung gelangenden Medien diese korrosionsgeschützt werden, was ebenfalls hohe Kosten verursacht.

Insbesondere im Walzwerksbau werden mehrreihige Wälzlager, vorzugsweise Kegelrollenlager, zur Erleichterung des häufig erforderlichen Wechsels von Walzen, Wälzlagern und Einbaustücken mit relativ großem Radialspiel (ca. 0,2 bis 0,3 mm) auf die Walzenzapfen aufgesetzt. Bedingt durch das große radiale Spiel des oder der Innenringe auf den Walzenzapfen kommt es zu Relativbewegungen der Innenringe in Umfangsrichtung auf den Zapfen. Wegen der hohen radialen Kräfte in Walzwerksanlagen sind die Losbrechkräfte in Umfangsrichtung so groß, daß die Lager nicht über einen Reibschluß axial festgelegt werden können. Durch ein axiales Einbauspiel von 0,2 bis 1,2 mm zwischen dem Innenring und den Umbauteilen wird dem Innenring ein zwangsfreies Abwälzen auf dem Zapfen ermöglicht. Üblicherweise geschieht die Befestigung durch einen geteilten Klappring in einer Nut des Walzenzapfens, einen Zwischenring mit Außengewinde und einer relativ großen Mutter mit vielen Verdrehsicherungsmöglichkeiten. Nach dem Aufschieben der Einbaustücke mit Lager, Zwischenring und Mutter wird der Klappring in die Nut eingelegt und dann die Mutter ganz angezogen. Dadurch wird die große Breitentoleranz der Kegelrollenlager ausgeglichen. Um das notwendige axiale Einbauspiel einzustellen muss die Mutter – in Abhängigkeit der Gewindesteigung – wieder leicht geöffnet werden. Erst danach wird die Mutter verdrehgesichert.

Diese übliche Montagemethode ist nicht nur zeitaufwendig, sondern wegen des zwingend notwendigen Öffnens der Mutter auch risikobehaftet. Wird das Öffnen vergessen, kommt es immer zu erheblichen Schäden an den Lagern und Umbauteilen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wälzlagerung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die mit wesentlich weniger Teilen auskommt und die axiale Festlegung hinsichtlich Material- und Zeitaufwand bei der Montage erheblich vereinfacht.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist eine auf einem Wellenzapfen oder dgl. in axialer Richtung mittels eines in einer Ringnut oder dgl. des Wellenzapfens eingesetzten mehrteiligen Abstützringes festlegbare, gegen einen Wellenbund oder dgl. anliegende mehrreihige Wälzlagerung gekennzeichnet durch

– ein Wälzlager mit bereits eingestelltem Axialspiel und eingeengter Breitentoleranz von ±0,25 mm über den bzw. die Innenringe,
– genau eine zwischen dem Innenring und Abstützring angeordnete, im wesentlichen zylindrische Distanzhülse,
– eine Tolerierung des Abstandes zwischen Wellenbund und Seitenkante der Ringnut zur Aufnahme des Abstützringes sowie der Breite der zwischen Wellenbund und Seitenkante der Ringnut liegenden sonstigen Teile, die derart eng gewählt ist, dass ein axiales Einbauspiel von 0,2 bis 1,2 mm für den bzw. die Innenringe erzielt wird, und
– die Distanzhülse und der Abstützring frei von Mitteln zum veränderbaren Einstellen einer axialen Position ausgebildet sind.

Durch die Verwendung eines Wälzlagers mit bereits eingestelltem Axialspiel, das nur eine geringe Breitentoleranz von ±0,25 mm über die Innenringe aufweist, ist es bei sinnvoller Auslegung der Toleranzen der Breite der Umbauteile möglich, auf eine zusätzliche Einstellung des Axialspiels bei der Montage zu verzichten. Es stellt sich immer das richtige axiale Einbauspiel ein. Durch eine enge Tolerierung des Abstandes von der Seitenfläche des Wellenbundes für die Wälzlagerinnenringe zur Seitenfläche der Ringnut im Wellenzapfen für die Aufnahme des Abstützringes sowie der Breite der übrigen Teile ergibt sich eine volle Austauschbarkeit von Wälzlagern, Wellenzapfen und Umbauteilen, ohne dass jedesmal das Axialspiel neu eingestellt werden muss.

Dadurch ergeben sich – insbesondere, wenn das Axialspiel des mehrreihigen Wälzlagers bereits beim Lagerhersteller eingestellt wurde – wesentliche Einsparungen an Montagezeit und -kosten beim Anwender. Das ist besonders bei Walzenlagerungen für Walzwerke von Vorteil, weil dadurch der Wechsel der Einbaustücke mit montierten Wälzlagern von Walzenzapfen zu Walzenzapfen erheblich vereinfacht wird. Damit können die Stillstandszeiten drastisch reduziert werden.

Die Distanzhülse ist im wesentlichen zylindrisch und glatt, d.h. ohne Gewinde oder Stufen, ausgebildet. Sie stellt somit ein einfach und kostengünstig zu fertigendes Teil dar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorzugsweise ein bereits beim Lagerhersteller angestelltes zwischenringloses, mehrreihiges Kegelrollenlager zur Anwendung gelangen. Ein solches Lager weist weniger Einzelteile auf, auch entfällt das zeitraubende Breitenschleifen des Zwischenringes.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Distanzhülse gleichzeitig auf der Mantelfläche die Lauffläche für die Lagerdichtung und/oder in der Bohrung Ringnuten für die Aufnahme von O-Ringen oder dgl. tragen. Damit ist eine sichere Abdichtung der Lagerung gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und soll nachstehend näher beschrieben werden.
Die einzige Figur zeigt einen Teillängsschnitt (die untere Hälfte) durch den Lagerzapfen einer Walzenlagerung für Walzwerke.
Die Walze 1 ist an beiden Enden mit je einem Walzenzapfen 2 versehen, auf dem jeweils ein vierreihiges Kegelrollenlager 3 aufgesetzt ist, über das die Walze 1 im Einbaustück 4 drehbeweglich abgestützt ist. Zu beiden Seiten des Einbaustückes 4 sind Lagerdeckel 5, 6 mit Dichtungen 7 und 8 vorgesehen, die das Kegelrollenlager 3 abdichten. Die beiden Innenringe 9 und 10, die je zwei Innenlaufbahnen 11, 12 bzw. 13, 14 für die in vier Reihen 15, 16, 17, 18 angeordneten Kegelrollen 19 aufweisen, stoßen unmittelbar, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Zwischenringes aneinander. Zwischen dem Innenring 9 und der Schulter 20 der Walze 1 ist ein die Dichtung 8 durchgreifender Labyrinthring 21 angeordnet. Auf der anderen Seite und an den Innenring 9 anstoßend ist eine Distanzhüle 22 vorgesehen, die an einem mehrteiligen Abstützring 23 anliegt, der in einer Ringnut 24 im Walzenzapfen 2 angeordnet ist. Die einzelnen Teile des Abstützringes 23 sind durch tangential angeordnete Schrauben 25 zusammengehalten.
Das Axialspiel des Kegelrollenlagers 3, dessen Innenringe 9 und 10 unmittelbar aneinander stoßen, ist bereits beim Lagerhersteller eingestellt, wobei das Lager über die Innenringe mit einer äußerst geringen Breitentoleranz von nur ± 0,25 mm ausgeführt ist. Bei einer engen Tolerierung des Abstandes von der Schulter 20 bzw. vom Labyrinthring 21 zu der äußeren Seitenfläche 26 der Ringnut 24 im Walzenzapfen 2 und der Breite der Distanzhülse 22 (sowie ggfs. des Labyrinthringes 21) für alle Walzen eines Walzwerkes ergibt sich eine volle Austauschbarkeit von Einbaustücken, Wälzlagern und Walzenzapfen, ohne daß jedesmal das axiale Einbauspiel erneut eingestellt werden muß.
Die Mantelfläche 27 der Distanzhülse 22 dient als Lauffläche für die Dichtungen 7 im Lagerdeckel 5. In der Bohrung 28 der Distanzhülse 22 ist eine Ringnut 29 eingearbeitet, in der zur Abdichtung ein Rundschnurring 30 eingelegt ist.

Claims

Auf einem Wellenzapfen (2) oder dgl. in axialer Richtung mittels eines in einer Ringnut (24) oder dgl. des Wellenzapfens (2) eingesetzten mehrteiligen Abstützringes (23) festlegbare, gegen einen Wellenbund (20) oder dgl. anliegende mehrreihige Wälzlagerung (3), gekennzeichnet durch – ein Wälzlager (3) mit bereits eingestelltem Axialspiel und eingeengter Breitentoleranz von ±0,25 mm über den bzw. die Innenringe (9, 10), – genau eine zwischen dem Innenring (9) und Abstützring (23) angeordnete, im wesentlichen zylindrische Distanzhülse (22), – eine Tolerierung des Abstandes zwischen Wellenbund (20) und Seitenkante (26) der Ringnut (24) zur Aufnahme des Abstützringes (23) sowie der Breite der zwischen Wellenbund (20) und Seitenkante (26) der Ringnut (24) liegenden sonstigen Teile, die derart eng gewählt ist, dass ein axiales Einbauspiel von 0,2 bis 1,2 mm für den bzw. die Innenringe erzielt wird, und – die Distanzhülse (22) und der Abstützring (23) frei von Mitteln zum veränderbaren Einstellen einer axialen Position ausgebildet sind.
Wälzlagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zwischenringlosen, mehrreihigen Kegelrollenlagers (3), dessen Axialspiel bereits vom Lagerhersteller eingestellt ist.
Wälzlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (27) der Distanzhülse (22) die Lauffläche für die Lagerabdichtung (7) bildet.
Wälzlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsfläche (28) der Distanzhülse (22) mit einer oder mehreren Ringnuten (29) versehen ist, in die Rundschnurringe (30) oder dgl. zur Abdichtung gegenüber dem Wellenzapfen (2) eingesetzt sind.