DE2451531A1

DE2451531A1 - Fixing bearing inner ring on shaft - using clamping ring placed over end

Info

Publication number: DE2451531A1
Application number: DE19742451531
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Dr Mayer
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1976-05-06

Abstract

The bearing inner ring is partly cut away at one end and leaving several prongs extending from that end, alternatively, a slot is cut in the bearing ring near its end. A ring is placed over the end of the bearing ring. The bore of the ring has local reductions in diameter, so that when the ring is twisted round, the local sections where the radius is reduced will force the prongs on the bearing ring inward and secure the bearing ring on the shaft. In an example an thin-walled inner ring is fitted on a shaft (2). At one axial end two oppositely placed projections (3) cover a section of the circumference. The clamping ring (4) is fitted within this region.

Description

Klemmbefestigung eines Wälzlagerinnenringes auf einer Welle Die Erfindung betrifft die Klemmbefestigung eines Wälzlagerinnenringes auf einer Welle. Derartige Klemmbefestigungen sind in verschiedenen Ausführungen bereits bekannt geworden. Im wesentlichen unterscheidet man die Befestigung mittels einer Kegelspannhülse, bei der diese Spannhülse, die zwischen Welle und Wälzlagerinnenring angeordnet ist, mit ihrer kegeligen Außenfläche mit einer ebenfalls kegeligen Bohrung des Wälzlagerinnenringes zusammenwirkt, und die Befestigung von Wälzlagerinnenringen mittels Exzenterspannringen, die einerseits mit ihrer Bohrung auf der Welle geführt sind und die andererseits mit einer exzentrisch zu dieser Bohrung liegenden Klemmfläche mit einer ebenfalls exzentrischen Fläche des Wälzlagerinnenringes zusammenwirken.Clamp fastening of a roller bearing inner ring on a shaft The invention relates to the clamping of a roller bearing inner ring on a shaft. Such Clamp fastenings are already known in various designs. Essentially, a distinction is made between fastening by means of a conical clamping sleeve, in which this adapter sleeve, which is arranged between the shaft and the roller bearing inner ring, with its conical outer surface with a likewise conical bore in the roller bearing inner ring interacts, and the fastening of roller bearing inner rings by means of eccentric locking rings, which are guided on the one hand with their bore on the shaft and on the other hand with a clamping surface lying eccentrically to this bore with a likewise cooperate eccentric surface of the roller bearing inner ring.

Bei den genannten Kegelspannhülsen besteht häufig die Gefahr, daß sie beim Klemmen zu Verformungen des Innenringes führen, die sich auch auf die Wälzkörperlaufbahn auswirken können, wodurch die einwandfreie Funktion des Wälzlagers nicht mehr gewährleistet ist. Diese Gefahr besteht bei den an zweiter Stelle genannten Exzenterspannringen nicht im gleichen Maße. Beim Klemmen dieser Exzenterspannringe durch Drehen auf der Welle wird im Bereich der beiden sich berührenden Exzenterflächen am Spannring einerseits und am Innenring andererseits eine Radialkraft auf den Innenring ausgeübt, mit der dieser auf die Welle gedrückt wird, wodurch die Haftung zwischen Innenring und Welle durch Reibung erzielt wird. Eine gleich große Reaktionskraft tritt an einer diametral gegenüberliegenden Stelle zwischen dem Exzenterspannring einerseits und der Welle andererseits auf. Für die Klemmung des Innenringes gegenüber der Welle wird also nur die eine dieser beiden Radialkräfte ausgenutzt, was zur Folge hat, daß mitunter ganz erhebliche Kräfte ausgeübt werden müssen, um eine sichere Klemmung zu erzielen.In the case of the tapered clamping sleeves mentioned, there is often the risk that they lead to deformation of the inner ring when clamping, which also affects the rolling element raceway can affect, whereby the proper function of the rolling bearing is no longer guaranteed is. This danger exists with the eccentric locking rings mentioned in the second place not to the same extent. When clamping these eccentric locking rings by turning the shaft is in the area of the two contacting eccentric surfaces on the clamping ring on the one hand and on the inner ring on the other hand, a radial force is exerted on the inner ring, with which this is pressed onto the shaft, which creates the adhesion between the inner ring and shaft is achieved by friction. An equally large reaction force occurs at a diametrically opposite point between the eccentric clamping ring on the one hand and the wave on the other hand. For clamping the inner ring against the shaft so only one of these two radial forces is used, which results in that sometimes very considerable forces have to be exerted in order to ensure a secure clamping to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmbefestigung eines Wälzlagerinnenringes auf einer Welle zu schaffen, bei der unter Anwendung des Prinzips des Exzenterspannringes, also bei Vermeidung von sich auf die Wälzkörperlaufbahn auswirkenden Verformungen die auf den Spannring auszuübende Anzugskraft gegenüber den bekannten Exzenterspannringen erheblich verringert werden kann Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß auf das eine axiale Ende des Innenringes ein Spannring aufgesetzt ist, dessen Bohrungskontur einerseits und die Außenkontur des Innenringes im Bereich des Spannringes andererseits so aufeinander abgestimmt sind, daß beim Drehen des Spannringes an mehreren über den Umfang verteilten, vorzugsweise zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen von dem Spannring eine Radialkraft auf den Innenring ausgeübt wird.The invention is based on the object of a clamp fastening of a To create roller bearing inner ring on a shaft using the principle of the eccentric locking ring, i.e. avoiding the rolling element raceway the deformations affecting the tightening force to be exerted on the clamping ring the known eccentric locking rings can be significantly reduced According to the invention this is achieved by placing a clamping ring on one axial end of the inner ring is placed, the bore contour on the one hand and the outer contour of the inner ring in the area of the clamping ring, on the other hand, are matched to one another so that when Rotating the clamping ring on several distributed over the circumference, preferably two diametrically opposite points of the clamping ring a radial force is exerted on the inner ring.

Im-Gegensatz zu den bekannten Spannringen wird also bei dieser Ausführung auch die zweite radial gerichtete Kraft vom Spannring auf den Innenring und nicht unmittelbar auf die Welle ausgeübt. Dadurch gelingt es, die beiden entgegengesetzt wirkenden Radialkräfte zum Klemmen des Innenringes gegenüber der Welle auszunutzen Voraussetzung dabei ist, daß der Innenring entweder relativ dünn ist, so daß im Bereich des Spannringes ausreichend elastische Verformungen zur Übertragung der Klemmkräfte vom Innenring auf die Welle auftreten können, oder daß man die Möglichkeit ausreichender Verformungen des Innenringes dadurch schafft, daß man ihn in den genannten Bereichen beispielsweise durch kurze Axialschlitze entsprechend federnd ausbildet.In contrast to the known clamping rings, this version also the second radially directed force from the clamping ring to the inner ring and not exerted directly on the shaft. This succeeds in making the two opposite to utilize acting radial forces to clamp the inner ring against the shaft The prerequisite is that the inner ring is either relatively thin, so that in Area of the clamping ring sufficient elastic deformations to transfer the Clamping forces from the inner ring on the shaft can occur, or that one has the possibility creates sufficient deformations of the inner ring, that you can use it in the areas mentioned, for example, by short axial slots resiliently trained.

Im Sinne der Erfindung kann der Innenring beispielsweise am einen axialen Ende an mehreren über den Umfang verteilten Stellen Zonen vergrößerten Durchmessers aufweisen und der Spannring in seiner Bohrung eine entsprechende Anzahl von Bereichen mit exzenterförmiger Kontur besitzen. Beim Verdrehen des Spannringes gegenüber dem Innenring wird jeweils eine der exzenterförmigen Konturen mit einer Zone vergrößerten Durchmessers am Innenring zusammenwirken und dabei diese letztgenannten Zonen nach innen drücken, so daß eine Klemmung zwischen Innenring und Welle erzielt wird.In the context of the invention, the inner ring can, for example, on one axial end at several points distributed over the circumference of zones of increased diameter have and the clamping ring in its bore a corresponding number of areas have an eccentric contour. When turning the clamping ring against the Inner ring is enlarged one of the eccentric contours with a zone Cooperate diameter on the inner ring and this last-mentioned zones after press inside so that a clamping between the inner ring and the shaft is achieved.

Insbesondere bei dünnwandigen Innenringen, z.B. solchen, die aus Blech gebildet sind, kann der Innenring am einen axialen Ende an mehreren über den Umfang verteilten Stellen mit sich axial erstreckenden Vorsprüngen versehen werden, mit denen der Spannring in Klemmkontakt ist. Diese Vorsprünge ersetzen dabei praktisch die Zonen vergrößerten Durchmessers in dem vorherbeschriebenen Beispiel.Especially with thin-walled inner rings, e.g. those made of sheet metal are formed, the inner ring can at one axial end at several over the circumference distributed points are provided with axially extending projections with where the clamping ring is in clamping contact. These protrusions practically replace it the zones of increased diameter in the previously described example.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung besteht schließlich darin, daß der Innenring an einem axialen Ende einen sich über einen Teilbereich des Umfanges erstreckenden Schlitz aufweist und daß der Spannring über einen Teil seines Umfanges eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur des Innenringes entspricht und im Bereich des Schlitzes mit einer exzentrischen Zone verringerten Durchmessers in diesen eingreift. Wird nun dieser Spannring gegenüber dem Innenring verdreht, dann kommt einerseits seine exzentrische Zone verringerten Durchmessers in Kontakt mit der einen Kante des Schlitzes des Innenringes und preßt dabei diese nach innen gegen die Welle. Die Reaktionskraft wird von der diametral gegenüberliegenden Stelle des Spannringes, an der dieser satt gegen den Innenring anliegt, auf den letzteren übertragen. Diese Ausführung des Innenringes und des Spannringes hat den zusätzlichen Vorteil, daß diese beiden Teile auch im nicht eingebauten Zustand eine unverlierbare Einheit bilden Das Zusammenfügen der beiden Teile kann in der Weise erfolgen, daß der Spannring zunächst mit der exzentrischen Zone verrringerten Durchmessers in den Schlitz des Außenringes eingebracht und anschließend der übrige Bereich des Spannringes über den Innenring geschwenkt wird Es ist bekannt, daß Spannringe zur Erzeugung der Klemmkraft in der Drehrichtung angespannt werden sollen, in der im Betrieb die Welle umläuft, um ein späteres Lockern des Spannringes zu verhindern Eine solche Auslegung ist jedoch nur möglich, wo die Welle im Betrieb nur eine Drehrichtung hat.Finally, a particularly expedient embodiment is that the inner ring at one axial end extends over a portion of the circumference extending slot and that the clamping ring over part of its circumference has an inner contour that corresponds to the outer contour of the inner ring and in Area of the slot with an eccentric zone of reduced diameter in this intervenes. If this clamping ring is now rotated with respect to the inner ring, then on the one hand, its eccentric zone of reduced diameter comes into contact with one edge of the slot of the inner ring and presses it inward against it the wave. The reaction force is from the diametrically opposite point of the Clamping ring, on which it rests snugly against the inner ring, on the the latter transfer. This version of the inner ring and the clamping ring has the additional The advantage that these two parts are captive even when they are not installed Form a unit The joining of the two parts can be done in such a way that the clamping ring first with the eccentric zone of reduced diameter in introduced the slot of the outer ring and then the remaining area of the Clamping ring is pivoted over the inner ring It is known that clamping rings for Generation of the clamping force should be tightened in the direction of rotation in which in the Operation, the shaft rotates in order to prevent the clamping ring from loosening later However, such a design is only possible where the shaft only rotates in one direction during operation Has.

Läuft die Welle mit unterschiedlichen Drehrichtungen, so hat man bei den bisher üblichen Spannringen eine Sicherungsschraube vorgesehen, mit der der Spannring im angezogenen Zustand gegenüber der Welle gesichert wurde. Eine solche Sicherungsschraube, die den Spannring nicht unerheblich verteuert, soll jedoch bei der Anwendung der Klemmbefestigung gemäß der Erfindung vermieden werden. Eine einwandfreie Sicherung gegen Lösen des Spannringes kann jedoch dadurch erfolgen, daß auf das eine axiale Ende des Innenringes zwei Spannringe aufgesetzt werden, deren Bohrungskontur so ausgebildet ist, daß sie durch Drehen in unterschiedlichen Drehrichtungen in Klemmkontakt mit dem Innenring gebracht werden. Im einfachsten Falle werden also zwei völlig identische Spannringe verwendet, von denen der eine um 1800 geschwenkt und stirnseitig gegen den anderen angelegt ist.If the shaft runs in different directions of rotation, you have at the previously usual clamping rings provided a locking screw with which the The clamping ring was secured against the shaft in the tightened state. Such Safety screw, which increases the cost of the clamping ring not insignificantly, should, however, be used the use of the clamp according to the invention can be avoided. A flawless one Securing against loosening of the clamping ring can, however, take place in that on the an axial end of the inner ring two clamping rings are placed, their bore contour is designed so that it can be turned in different directions of rotation in Clamping contact with the inner ring are brought. So in the simplest case two completely identical clamping rings are used, one of which is pivoted around 1800 and is placed on the face against the other.

Diese beiden Spannringe müssen, damit sie in Klemmkontakt mit dem Innenring kommen, in unterschiedlichen Richtungen verspannt werden. Damit ist aber dann auch eine eindeutige Sicherung gewährleistet, wenn die Welle im Betrieb in unterschiedlichen Drehrichtungen läuft.These two clamping rings must, so that they are in clamping contact with the Inner ring come to be braced in different directions. But with that then a clear backup is guaranteed when the shaft is in operation different directions of rotation.

Bei Anwendung der Variante, bei der der Innenring mit einem sich über einen Teilbereich seines Umfanges erstreckenden Schlitz versehen ist und der Spannring über einen Teil seines Umfanges eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur des Innenringes entspricht und im Bereich des Schlitzes mit einer exzentrischen Zone verringerten Durchmessers in diesen eingreift, kann dieses Problem in einfacher Weise dadurch gelöst werden, daß der Spannring in einer quer zur Achse verlaufenden Mittelebene in zwei Hälften geteilt wird, die in unterschiedlichen Drehrichtungen zur Klemmung mit dem Innenring gebracht sind.When using the variant in which the inner ring with a a part of its circumference extending Provided with a slot and the clamping ring has an inner contour over part of its circumference, which corresponds to the outer contour of the inner ring and in the area of the slot with an eccentric zone of reduced diameter engages in this, this can Problem can be solved in a simple manner that the clamping ring in a transverse to the axis running center plane is divided into two halves, which in different Directions of rotation are brought to clamp with the inner ring.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der beschriebenen Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen auf einer Welle befestigten Innenring, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Figur 1, Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie III-III der Figur 4 durch einen abgeänderten, auf einer Welle befestigten Innenring, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Figur 3, Fig. 5 einen gegenüber Figur 1 abgeänderten Längsschnitt und Fig. 6 einen gegenüber Figur 3 abgeänderten Längsschnitt.In the drawings are exemplary embodiments of the invention described shown. The figures show: FIG. 1 a longitudinal section through a shaft mounted on a shaft Inner ring, FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a longitudinal section according to line III-III of Figure 4 by a modified, mounted on a shaft Inner ring, FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 shows an opposite FIG. 1 modified longitudinal section and FIG. 6 modified from FIG Longitudinal section.

Gemäß den Figuren 1 und 2 ist ein dünnwandiger Innenring 1 auf einer Welle 2 angeordnet. An seinem einen axialen Ende weist der Innenring 1 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen Vorsprünge 3 auf, die sich über einen Teil des Umfanges erstrecken. Im Bereich dieser Vorsprünge ist der Spannring 4 aufgesetzt, dessen Bohrung an zwei gegenüberliegenden Stellen mit einer exzentrischen Kontur 5 versehen ist, die bei Drehen des Spannringes 4 im Uhrzeigersinn in Klemmkontakt mit den Vorsprüngen 3 kommt Um unnötig hohe Biege spannungen in dem Spannring 4 zu vermeiden, ist er in den zwischen den exzentrischen Konturen 5 liegenden Bereichen 6 so ausgebildet, daß er sich auf der Oberfläche der Welle 2 abstützen kann. Zum Drehen des Spannringes 4 können Bohrungen 7 vorgesehen sein, in die in an sich bekannter Weise ein Hakenschlüssel eingreifen kann.According to Figures 1 and 2, a thin-walled inner ring 1 is on a Shaft 2 arranged. At one of its axial ends, the inner ring 1 faces one another on two diametrically opposite places projections 3 on, which extend over a part of the circumference. The clamping ring 4 is placed in the area of these projections, its drilling at two opposite points with an eccentric contour 5 provided is that when turning the clamping ring 4 clockwise In clamping contact with the projections 3 comes to unnecessarily high bending stresses in To avoid the clamping ring 4, it is in the between the eccentric contours 5 lying areas 6 formed so that it is on the surface of the shaft 2 can support. Bores 7 can be provided for turning the clamping ring 4, in which a hook wrench can intervene in a manner known per se.

Bei der Ausführung nach den Figuren 3 und 4 ist der Innenring 8 der auf der Welle 2 sitzt an seinem einen axialen Ende mit einem Schlitz 9 versehen, der sich über einen Teil des Umfanges erstreckt. Der in diesem Falle verwendete Spannring 10 ist so ausgebildet, daß er in dem Bereich seiner Bohrung, die mit dem Innenring 8 außerhalb des Schlitzes 9 in Berührung steht, eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur des Innenringes entspricht. Im Bereich des Schlitzes 9 ist der Spannring 10 jedoch zur Bildung einer exzentrischen Zone 11 mit verringertem Durchmesser in den Schlitz 9 des Innenringes 8 hinein verformt. Im Zusammenhang mit dieser Verformung kann eine Wulst 12 geschaffen werden, die zum Ansetzen eines Werkzeuges zum Drehen des Spannringes 10 dienen kann.In the embodiment according to Figures 3 and 4, the inner ring 8 is the on the shaft 2 sits at its one axial end with a slot 9, which extends over part of the circumference. The one used in this case Clamping ring 10 is designed so that it is in the area of its bore that with the Inner ring 8 is in contact outside the slot 9, has an inner contour, which corresponds to the outer contour of the inner ring. In the area of the slot 9 is Clamping ring 10, however, to form an eccentric zone 11 with a reduced diameter deformed into the slot 9 of the inner ring 8. In connection with this deformation a bead 12 can be created for attaching a tool for turning the clamping ring 10 can serve.

Beim Drehen dieses Spannringes 10 z.B. entgegen dem Uhrzeigersinn (die Drehung kann jedoch auch in der anderen Richtung erfolgen), kommt die Innenkontur des Spannringes im Bereich der exzentrischen Zone 11 in Kontakt mit der Kante 13 des Schlitzes 9. Dadurch wird der Innenring in diesem Bereich nach innen gegen die Welle 2 gedrückt. Die daraus resultierende und an einer diametral gegenüberliegenden Stelle wirksam werdende Reaktionskraft drückt dort den Ring 13 zusätzlich gegen den Innenring 8 und damit diesen letzteren gegen die Welle 2.When turning this clamping ring 10 e.g. counterclockwise (The rotation can, however, also take place in the other direction), the inner contour comes of the clamping ring in the area of the eccentric zone 11 in contact with the edge 13 of the slot 9. As a result, the inner ring in this area is inwardly against the Shaft 2 pressed. The resulting and at a diametrically opposite one Place effective reaction force there presses the ring 13 against in addition the inner ring 8 and thus the latter against the shaft 2.

In Figur 5 ist eine Abwandlung der Ausführung nach Figur 1 dargestellt. Auf der Welle 2 ist wiederum der Innenring 1 angeordnet, der an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen Vorsprünge 3 aufweist. Im Gegensatz zur Ausführung nach Figur 1 sind im Bereich dieser Vorsprünge 3 zwei Spannringe 14 und 15 aufgesetzt, von denen jeder in seiner Ausführung dem Spannring 4 gemäß Figur 1 entspricht.In FIG. 5, a modification of the embodiment according to FIG. 1 is shown. The inner ring 1 is in turn on the shaft 2 arranged that at has two diametrically opposite points projections 3. In contrast for the embodiment according to FIG. 1, there are two clamping rings in the area of these projections 3 14 and 15 placed, each of which in its design the clamping ring 4 according to Figure 1 corresponds.

Der eine dieser beiden Spannringe ist jedoch in der Weise um 1800 gegenüber dem anderen geschwenkt 7 daß zum Zwecke des Klemmens der eine dieser beiden Spannringe im Uhrzeigersinn und der andere entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden muß.One of these two clamping rings, however, is around 1800 pivoted relative to the other 7 that for the purpose of clamping one of these two The clamping rings can be turned clockwise and the other counterclockwise got to.

Tn Figur 6 ist eine Variante der Figur 3 dargestellt. Der mit einem Schlitz 9 versehene Innenring 8 ist auf der Welle 2 angeordnet. Der in Figur 3 mit der Bezugsziffer 10 versehene Spannring ist hier durch einen Schnitt in einer quer zur Achse verlaufenden Mittelebene in die beiden Hälften 16 und 17 geteilt. Auch in diesem Falle können die beiden Spannringhälften in unterschiedliche Richtungen gedreht werden, um mit dem Innenring zu klemmen.A variant of FIG. 3 is shown in FIG. The one with one Inner ring 8 provided with a slot 9 is arranged on the shaft 2. The in Figure 3 with the reference number 10 provided clamping ring is here by a section in a transverse the central plane extending to the axis is divided into the two halves 16 and 17. Even in this case the two halves of the clamping ring can move in different directions rotated to clamp with the inner ring.

In den beiden Fällen, die in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind, wird durch das gegenseitige Verspannen der beiden Spannringe erreicht, daß eine Lockerung oder gar ein Lösen der Klemmverbindung auch bei unterschiedlichen Drehrichtungen der Welle 2 nicht erfolgen kann.In the two cases shown in Figures 5 and 6, is achieved by the mutual tensioning of the two clamping rings that one Loosening or even loosening the clamping connection even with different directions of rotation of wave 2 cannot take place.

Claims

Expectations

1. Clamping a roller bearing inner ring on a shaft, thereby characterized in that on one axial end of the inner ring (1, 8) a clamping ring (4, 10) is attached, the bore contour on the one hand and the outer contour of the The inner ring in the area of the clamping ring, on the other hand, are matched to one another in such a way that that when turning the clamping ring on several distributed over the circumference, preferably two diametrically opposite points of the clamping ring a radial force is exerted on the inner ring.

2. Clamping attachment according to claim 1, characterized in that the inner ring (1) at one axial end at several points distributed over the circumference Zones (3) of enlarged diameter and the clamping ring (4) in its bore has a corresponding number of areas with an eccentric contour (5).

3. Clamping attachment according to claim 2, characterized in that the inner ring (1) at one axial end at several points distributed over the circumference is provided with axially extending projections (3) with which the clamping ring (4) is in clamp contact.

4. Clamping attachment according to claim 1, characterized in that the inner ring (8) at one axial end extends over a partial area of the circumference extending slot (9), and that the clamping ring (10) over part of its Circumference has an inner contour which corresponds to the outer contour of the inner ring (8) and reduced in the area of the slot (9) with an eccentric zone (11) Diameter engages in this.

5. Clamp fastening according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that on one axial end of the inner ring (1) two clamping rings (14, 15) are placed are, the bore contour is designed so that they can be turned in different Directions of rotation are brought into clamping contact with the inner ring ..

6. Clamping attachment according to claim 4, characterized in that the Clamping ring in a central plane running transversely to the axis in two halves (16, 17) is split in different directions of rotation for clamping with the inner ring (8) are brought.