DE2233378C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbau von Kugellagern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren beim Zusammenbau von Kugellagern, bei dem die Kugeln von unten her in den sichelförmigen Raum zwischen zwei exzentrisch ineinander angeordneten Lagerringen gefüllt werden. Die Erfindung hat außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.

Beim Zusammenbau von Kugellagern, insbesondere von Radial-Riüenkugellagern, ist es üblich, die beiden Lagerringe exzentrisch ineinander anzuordnen und die einzufüllenden Kugeln in den durch die beiden Lagerringe gebildeten, sichelförmigen Raum fallen zu lassen. Durch ein Kreisringsegment werden die Kugeln in der richtigen Höhe gehalten. Bei dieser Art des Einfüllens fallen die Kugeln entweder direkt oder nach Rückprall von dem Kreisring-Segment auf die Lagerringe und deren Kanten., so daß dadurch an den Kugeln Beschädigungen hervorgerufen werden. Weiter hat sich herausgestellt, daß beim anschließenden Zentrieren des Innenringes die Gefahr von Deformierungen an den Kugeln und den Laufbahnen der Lagerringe vergrößert wird, weil der Innenring in fast allen Fällen nur durch die Aufwendung von Kräften zentriert werden kann. Wälzlager, bei denen die ideale geometrische Form der Wälzkörper sowie der Laufbahnen durch Beschädigungen gestört ist, genügen nicht mehr höchsten Anforderungen. Ein beschädiaungsfreier Zusammenbau von Kugellagern für äußerst geräuscharmen und möglichst reibungsfreien Lauf war bisher nur von Hand möglich.

Durch die USA.-Patentschrift 2 204 655 ist eine Vorrichtung zum Zusammenbau von Kugellagern bekanntgeworden, bei der die Kugeln von unten her in den sichelförmigen Raum zwischen zwei exzentrisch ineinander angeordneten Lagerringen gefüllt werden. Eine schonende Behandlung der Lagerteile ist dabei nicht gewährleistet, weil die Kugeln beim Zuführen aus einem Behälter dem freien Fall ausgesetzt sind und außerdem während des gleichzeitigen Einfü'lenc in den sichelförmigen Raum scharfkantige Nasen gegen Federkräfte radial nach außen drücken müssen. Schließlich wird auch bei dieser bekannten Vorrichtung während des Zentrierens des Innenringes durch von außen einwirkende Kräfte ein Zwang ausgeübt.

Es ist auch bekannt, zum Zusammenbau von Kugellagern eine Vorrichtung zu verwenden, bei der die Kugeln von oben durch einen Stempel in den sichelförmigen Raum zwischen zwei exzentrisch ineinander liegenden Lagerringen gedrückt werden; die Lagerringe sind dabei zur Horizontalen geneigt angeordnet. Auch bei dieser Vorrichtung wirken auf die Lagerteile nicht unerhebliche mechanische Kräfte, die Beschädigungen an den Oberflächen verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren beim Zusammenbau von Kugellagern so zu verbessern, daß Beschädigungen an den Wälzkörpern sowie den Laufbahnen der Lagerringe sicher vermieden werden, ohne daß dabei auf die teuere, umständliche und zeitaufwendige Handmontage zurückgegriffen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Lagerringe zur Horizontalen derart geneigt angeordnet werden, daß der sichelförmige Raum am tiefsten liegt, daß die Kugeln von unten nacheinander eingebracht werden und während des Einfüllens durch Druckluft oder Druck-Flüssigkeit an der Laufbahn des Außenringes entlang mit Unterstützung eines Kreisring-Segmentes in dem sichelförmigen Raum verteilt werden und daß die Lagerringe anschließend durch unmittelbare Beaufschlagung mit Druckluft oder Druck-Flüssigkeit zentriert wurden.

Die zwischen die Lagerringe einzufüllenden Kugeln sind bei diesem Verfahren an keiner Stelle und zu keiner Zeit dem freien Fall ausgesetzt, so daß Beschädigungen an den Kugeln vermieden werden können. Durch die erfindungsgemäße Art der Verteilung der Kugeln werden diesen keine mechanischen äußeren Kräfte aufgezwungen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf Grund der Verteilung der Kugeln entlang der Laufbahn des Außenringes, das heißt entlang dem größten Durchmesser, diese in einer Reihe aneinanderliegend angeordnet werden,

so daß das nachfolgende Zentrieren des Innenringes wesentlich erleichtert wird. Auf Grund der Zentrierung des Innenringes durch Druckluft oder Druck-Flüssigkeit wird dieser nicht durch aufgezwungene Kräfte zwangsgeführt, sondern er sucht sich selbst seinen Weg durch die entlang der Laufbahn Ues Außenringes in einer Reihe aneinandcrliegenden Kugeln; damit ist auch bei diesem Verfahrensschritt die schonende Behandlung der Lagerteile gewährleistet. Falls die Zentrierung des Innenringes infolge extremer Maßabweichungen nicht ohne Krafteinwirkung möglich ist, bleibt das Kugellager unmontiert und wird automatisch ausgeschieden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens gelöst, die aus einer Auflagefläche für die beiden Lagerringe mit einer öffnung für ein auf- und abbewegbares Kreisring-Segment zum Halten der Kugeln in dem sichelförmigen Raum zwischen den beiden exzentrisch ineinander angeordneten Lagerringen während des Einfüll- und Verteilvorganges besteht.

Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung so ausgestaltet, daß die Auflage zur Horizontalen derart geneigt angeordnet ist, daß deren öffnung für das Kreisring-Segment am tiefsten liegt, daß die mit den Kugeln während der Verteilung in Berührung stehende Oberfläche des Kreisring-Segmentes rinnenförmig als Fortsetzung der Laufbahn des Außenringes ausgebildet ist, daß unterhalb der Auflage eine Hubvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Kugeln nacheinander durch das Kreisring-Segment hindurchgeschoben werden, daß in den sichelförmigen Raum eine Druckdüse mit zwei gegenüberliegenden, etwa tangential zur Laufbahn des Außenringes gerichteten Auslässen zum Verteilen der Kugeln ragt und daß in die Bohrung des Innenringes eine Druckdüse mit zwei gegenüberliegenden, im wesentlichen radial gerichteten Auslassen zum Verschieben des Innenringes vor dem Einfüllen der Kugeln und nach deren Verteilung ragt.

Durch die britische Patentschrift 885 541 ist eine Vorrichtung zum äquidistanten Verteilen von Kugeln nach dem Zentrieren der Lagerringe, das heißt in einem rotationssymmetrischen Ringraum, bekanntgeworden; zum Verteilen dienen gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, achsparallel Luftdüsen, deren Anzahl der Zahl der Kugeln entspricht. Über die Verteilung der Kugeln während des Einfüllens sind keine Angaben gemacht.

Neben der geneigten Anordnung der Auflage für die beiden Lagerringe trägt die erfindungsgemäße Ausbildung des Kreisring-Segmentes zur Erfüllung der Forderung bei, daß sich die Kugeln entlang dem größten Durchmesser, das heißt an der Laufbahn des Außenringes entlang, verteilen können, was die nachfolgende Zentrierung des Innenringes wesentlich erleichtert.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt ist.

Die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorricntung beim Zusammenbau von Kugellagern enthält eine zur Horizontalen um einen Winkel u von etwa 10° geneigte Auflage 1. Auf dieser sind der Innenring 2 und der Außenring 3 eines mit Kugeln 4 zu füllenden Kugellagers angeordnet. In die Bohrung des Innenringes 2 ragt eine Druckdüse S, die mit zwei gegenüberliegenden, radial perichteten Auslässen 6 versehen ist. Eine weitere Druckdüse 7 mit zwei gegenüberliegenden, etwa tangential zur Laufbahn des Außenringes 3 gerichteten Auslässen 8 ragt von oben in den Raum zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3, in den die Kugeln 4 eingefüllt werden sollen.

In die Auflage 1 ragt von unten ein auf- und abbewegbares Kreisring-Segment 12, das zum Halten der Kugeln 4 in der richtigen Höhe dient. Die mit *o den Kugeln 4 in Berührung stehende Oberfläche ist als Fortsetzung der Laufbahn des Außenringes 3 rinnenförmig ausgebildet. In die Auflage 1 münden von unten zwei parallel zueinander angeordnete Kanäle 9, die durch das Kreisring-Segment 12 verlaufen und in denen je ein Kolben 10 verschiebbar angeordnet ist. In jeden der beiden Kanäle 9 mündet unterhalb der Auflage 1 ein leicht schräg abwärts verlaufender Zuführkanal 11, der mit einem nicht gezeigten Magazin für die Kugeln 4 in Verbindung steht. Der Zusammenbau eines Kugellagers geht erfindungsgemäß folgendermaßen vor sich:

Nachdem ein Innenring 2 und ein Außenring 3 auf der zur Horizontalen geneigten Auflage 1 angeordnet sind, senken sich die beiden Druckdüsen S und 7 gleichzeitig von oben, wobei die kegelige Spitze 13 der Druckdüse S, die länger ist als die Druckdüse 7, zum sicheren Eindringen in die Bohrung des Innenringes 2 dient. Durch einen Luftstrom aus dem von der Druckdüse 7 weg weisenden Auslaß 6 wird der So Innenring 2 exzentrisch zum Außenring 3 verschoben. Sodann bewegt der Kolben 14 das Kreisring-Segment 12 nach oben, so daß dieses in den sichelförmigen Raum zwischen den nunmehr exzentrisch ineinander liegenden Lagerringen ragt; die rinnenförmige Oberfläche des Kreisring-Segmentes 12 bildet die Fortsetzung der Laufbahn des Außenringes 3 und dient zum Halten der danach eingefüllten Kugeln 4 in der richtigen Höhe. Im anschließenden Verfahrensschritt wird die benötigte Anzahl Kugeln 4 zu gleichen oder — im Fall von Lagern mit ungerader Kugelzahl — annähernd gleichen Teilen durch die beiden Kanäle 9 von unten in den sichelförmigen Raum zwischen den beiden Lagerringen zugeführt. Hierzu dienen die beiden in den Kanälen 9 verschiebbaren Kolben 10. Die Höhe in jedem der Kanäle 9 zwischen dem Kolben 10 in seiner untersten Stellung und der Mündung des schräg verlaufenden Zuführkanals 11 ist so bemessen, daß bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 10 gerade so viele Kugeln 4 durch den Zuführkanal 11 in den Kanal 9 rollen wie für den nächsten Montagezyklus erforderlich sind.

Während des Zuführens der Kugeln 4 von unten in den sichelförmigen Raum zwischen den beiden Lagerringen strömt Luft aus den beiden im wesentliehen tangential zur Laufbahn des Außenringes 3 gerichteten Auslässen 8 der Druckdüse 7, die die Kugeln 4 entlang der Laufbahn des Außenringes 3 vergilt, so daß diese am Ende dieses Verfahrensschrittes in einer Reihe aneinanderliegen. Die Druckdüse 7 ist zwischen den beiden Kanälen 9 angeordnet, so daß die Druckluft aus jedem der beiden Auslässe 8 die Hälfte — bzw. im Fall von Lagern mit ungerader Kugelzahl annähernd die Hälfte — der benötigten Kugeln 4 verteilt.

Im Anschluß an den soeben beschriebenen Verfahrensschritt strömt Druckluft aus dem zur Druckdüse 7 gerichteten Auslaß 6 der Druckdüse 5, so daß der Innenring 2 in eine zum Außenring 3 zentrische

Lage gebracht wird. Auch während dieses Vorganges werden auf den Innenring 2 keine mechanischen Kräfte ausgeübt, sondern dieser sucht sich seinen Weg durch die an der Laufbahn des Außenringes 3 in einer Reihe aneinanderliegenden Kugeln 4 selbst. Abschließend werden die beiden Druckdüsen 5 und 7 wieder nach oben und das Kreisring-Segment 12 wieder nach unten bewegt, so daß das gefüllte Kugellager zur nächsten Montagestation gefördert werden kann.

Die Bohrung in der Auflage 1, in die die Spitze 13 der Druckdüse S während des Zusammenbaus des Lagers ragt, wird in dem Kolben 14, auf dem das Kreisring-Segment 12 befestigt ist, durch einen Überlauf-Kanal 15 fortgesetzt. Falls, etwa bei Einstellungsfehlern, eine Kugel 4 versehentlich in die Bohrung des Innenringes2 gerät, kann diese durch den Überlauf-Kanal 15 fallen, so daß Betriebsstörungen vermieden werden.

Wie einleitend bereits erwähnt, eignet sich zum Verteilen der Kugeln sowie zum Bewegen des Innenringes statt Druckluft auch ein anderes unter Druck stehendes Medium, beispielsweise Drucköl. Bei einer Verteilung der Kugeln mittels Drucköl-Beaufschlagung wird gegenüber der Verwendung von Druckluft der Vorteil der besseren Dämpfung erreicht, so daß die Kugeln noch schonender verteilt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansp räche:

1. Verfahren beim Zusammenbau von Kugellagern, bei dem die Kugeln von unten her in den "> sichelförmigen Raum zwischen zwei exzentrisch ineinander angeordneten Lagerringen gefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerringe (2, 3) zur Horizontalen derart geneigt angeordnet werden, daß der sichelförmige Raum am tiefsten liegt, daß die Kugeln (4) von unten nacheinander eingebracht werden und während des Einfüllens durch Druckluft oder Druck-Flüssigkeit an der Laufbahn des Außenringes (3) entlang mit Unterstützung eines Kreisring-Segmentes (12) in dem sichelförmigen Raum verteilt werden und daß die Lagerringe (2, 3) anschließend durch unmittelbare Beaufschlagung mit Druckluft oder Druck-Flüssigkeit zentriert werden, ao

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Auflage für die beiden Lagerringe mit einer öffnung für ein auf- und abbewegbares Kreisring-Segment zum Halten der Kugeln in dem sichelförmigen »5 Raum zwischen den beiden exzentrisch ineinander angeordneten Lagerringen während des Einfüll- und Verteil-Vorganges, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (1) zur Horizontalen derart geneigt angeordnet ist, daß deren Öffnung für das Kreisring-Segment (12) am tiefsten liegt, daß die mit den Kugeln (4) während deren Verteilung in Berührung stehende Oberfläche des Kreisring-Segmentes (12) rinnenförmig als Fortsetzung der Laufbahn des Außenringes (3) ausgebildet ist, daß unterhalb der Auflage (1) eine Hubvorrichtung (10) vorgesehen ist, mit der die Kugeln (4) nacheinander durch das Kreisring-Segment (12) hindurchgeschoben werden, daß in den sichelförmigen Raum eine Druckdüse (7) mit zwei gegenüberliegenden, etwa tangential zur Laufbahn des Außenringes (3) gerichteten Auslässen (8) zum Verteilen der Kugeln (4) ragt und daß in die Bohrung des Innenringes (2) eine Druckdüse (5) mit zwei gegenüberliegenden, im wesentlichen radial gerichteten Auslassen (6) zum Verschieben des Innenringes (2) vor dem Einfüllen der Kugeln (4) und nach deren Verteilung ragt.