DE2701295A1

DE2701295A1 - ARRANGEMENT FOR TENSIONING A RADIAL ROLLER BEARING SYSTEM

Info

Publication number: DE2701295A1
Application number: DE19772701295
Authority: DE
Inventors: Guenter Wrobel
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2701295C2; CH615735A5

Abstract

In this arrangement, the rolling elements of the radial rolling bearings (110, 114) of a radial rolling-bearing unit are, to reduce noise and extend their life, loaded in the axial direction against their tracks by a helical spring (107) which presses against the outer races of the bearings via outwardly flanged rims of sleeves (106, 108). The sleeves which guide the spring (107) within a bore (102) make possible a simple and economical arrangement which is particularly suitable for smaller electric motors. <IMAGE>

Description

Anordnung zur Verspannung eines P>dialwälzlagersystems Arrangement for bracing a P> dial roller bearing system

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verspannung eines Radialwälzlasersystems mit einer Schnaubenfeder als DI-uckfeder z w i s c n älzl agern, insbesondere für die Verspannung von Rillenkugellagarn.The invention relates to an arrangement for bracing a radial generating laser system with a snub spring as a DI-uckfeder for additional bearings, especially for the tension of deep groove ball yarn.

Derartioe Anordnungen sind der Lebensdauer und der Geräuschminderung dienlich, wobei die La<erri nge axial über die wälzkörper cegene in ander mittels Federn verspannt sind. so daß die sonst vorhand eie Lagerluft zwischen den inneren und äußeren Laufringen Null wird und wobei Lagerluftveränderungen die die durch Temperaturunterschiede zwischen den Laufringen auftreten, ausgeglichen werden.Such arrangements are lifetime and noise reduction useful, the length being axially over the rolling elements in other means Springs are under tension. so that the otherwise existing bearing clearance between the inner and outer races becomes zero and bearing clearance changes are the through Temperature differences between the races occur, are compensated.

Es sind Lösungen zur Verspannung von Radialwälzlagern durch Teller-Well-oder Schraubenfedern bekannt. Als Nachteil erweist sich bei Teller-und Wellfedern die große Steilheit und starke Streuung der Federkennlinie. Bei Anpassung der Federkennlinie an den Bedarfsfall durch die Hintereinanderschaltung von Teller-bzw. Wellfedern erhöht sich die Anzahl der Bauteile und damit die Aufwendungen für Material und Montage.There are solutions for bracing radial roller bearings by means of corrugated plates or Known coil springs. The disadvantage of plate and wave springs is the great steepness and strong scattering of the spring characteristic. When adjusting the spring characteristic to the need by the series connection of plate or. Wave springs increases the number of components and thus the cost of material and Assembly.

Bei Verwendung einer Schraubenfeder kann die Federkennlinie dem Bedarfsfall besser angepasst werden. Zur Begrenzung des Federweges wird aber bei einer bekannten Anordnung eine aufwendige Distanzbuchse mit Freidrehungen für die Schraubenfeder und zu den sich drehenden Teilen des Radiallagers erforderlich.If a helical spring is used, the spring characteristic can be adjusted as required be better adapted. In order to limit the spring travel, however, a known Arrangement of a complex spacer bushing with free turns for the helical spring and to the rotating parts of the radial bearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der nachteile der bekannten Lösungen eine einfachere, in der lasser,ferutioung wirtschaftlich vorteilhafte und für die tontage bessere Anordnung zu finden.The invention is based on the object while avoiding the disadvantages of the known solutions a simpler, in the lasser, ferutioung economical to find an advantageous and better arrangement for the assembly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei hohlnietartige Elemente zwischen den Lagern eine Schraubenfeder innerhalb der Lagerbohrung führen und deren Federweg in Druckrichtung begrenzen.The object is achieved according to the invention in that two tubular rivets Elements between the bearings guide a coil spring within the bearing bore and limit their spring deflection in the pressure direction.

Es ist vorteilhafterweise weiter vorgesehen, die Schraubenfeder und die beiden Hohlnieten als Baugruppe mit gleichen Abmessungem für Elektromotoren unterschiedlicher Baulänge einzusetzen.It is advantageously further provided that the coil spring and the two hollow rivets as an assembly with the same dimensions for electric motors use different lengths.

Die Anpassung an die unterschiedliche Baulänge geschieht durch zusätzliche distanzierende Elemente zwischen den Lagern, z.B.The adaptation to the different overall length is done by additional spacing elements between the bearings, e.g.

formschlüssig in die Lagerbohrung eingreifende Sicherungsringe, sogenannte Seeger-Ringe, deren Abstand zum einen Lager durch die gegebene Baulänge der Baureihe festliegt.locking rings that engage positively in the bearing bore, so-called Seeger rings, the distance between which is due to the given length of the series is fixed.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist für ein an sich bekanntes Radialwälzlagersystem ohne Innenlaufringe vorgesehen Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, welche weitere erfinderische Einzelheiten und Weiterbilzungen zeigt, und zwar: Fig. 1 abgebrochen den Querschnitt einer Radialwälzlagerverspannung für einen Elektromotor mit Ausschnitt Fig. la, Fig. 2 abgebrochen den Querschnitt einer Variante mit anderer Baulänge, Fig. 3 abgerbrochen den Querschnitt einer zweiten Variante ohne W ä l z l a g e r i n n e n r i n g e Fig. 3a einen Ausschnitt hiervon und Fio. 4 abgebrochen eine dritte Variante mit nach unten häncendem laufendem Rotor.Another advantageous application of the invention is for a per se known radial roller bearing system provided without inner races the Invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, which further inventive details and further training shows, namely: Fig. 1 broken off the cross section of a radial roller bearing bracing for an electric motor with a cutout Fig. La, Fig. 2 broken off the cross-section of a variant with a different length, Fig. 3 broken off the cross-section of a second variant without a roll FIG. 3a shows a section thereof and FIG. 4 canceled one third variant with the rotor hanging downwards.

Der in den Figuren 1, 2, 3, 4 jeweils im Schnitt dargestellte Außenläufer-Elektromotor besteht aus der Statorwicklung lol; 201; 301; 401, dem damit fest verbundenen Lagerrohr 102; 202; 3o2; 402, dem Lagersystem, der Achse 103; 203; 303; 403 und dem Außenläuferrotor 104; 204; 304; 404.The external rotor electric motor shown in section in FIGS. 1, 2, 3, 4 consists of the stator winding lol; 201; 301; 401, the bearing tube that is permanently connected to it 102; 202; 3o2; 402, the storage system, the axis 103; 203; 303; 403 and the external rotor 104; 204; 304; 404.

In Fig. 1 ist im Lagerrohr 102 ein Einstich für einen Seeger-Sicherungsring 105 vorhanden, an den sich das obere Radialwälzlager 114 mit der Stirnseite seines Außenringes abstützt. Auf der Gegenseite des Seeger-Sicherungsringes 105 liegt der Hohl niet 1o6 mit seiner Kopfstirnfläche an. Koaxial, im freien Raum zwischen Nietschaft - außen - und Lagerrohrinnendurchmesser befindet sich die Schraubenfeder 107, die sich aufgrund ihrer flachen Federkennlinie ideal zur gegenseitigen Verspannung der beiden Radiawälzlager 114, 11o eignet. Ein zweiter Hohl niet 108 wird mit seinem Schaft in die Schraubenfeder 107 eingefügt, so daß die Schraubenfeder 107 bis auf einen kleinen Spalt 1o9 nach innen zur Achse 103 hin von den Schäften der beiden Hohlniete 1o6, 108 fast völlig umschlossen und geführt wird. üer das Radialwälzlager 11o und dem Seeger-Sicherungsring 111 an der Achse 103 wird die Schraubenfeder 107 gespannt. Der Spalt 1o9 zwischen den beiden Hohlnieten 106, 108 begrenzt den Federweg der Schraubenfeder lo7, so daß der Stator lol und der Außenläuferrotor 1o4 nicht über einen bestimmten, konstruktiv festgelegten Wert axial verschoben werden können.In Fig. 1, a recess for a Seeger locking ring is in the bearing tube 102 105 available, to which the upper radial roller bearing 114 with the end face of his Outer ring is supported. On the opposite side of the Seeger locking ring 105 is the Hollow rivet 1o6 with its head face. Coaxial, in the free space between the rivet shaft - outside - and bearing tube inside diameter is the coil spring 107, the Due to their flat spring characteristic, they are ideal for the mutual tensioning of the two radial roller bearings 114, 11o. A second hollow rivet 108 is with his shaft inserted into the coil spring 107, so that the coil spring 107 except for one small gap 1o9 inwards towards the axis 103 from the shafts of the two hollow rivets 1o6, 108 is almost completely enclosed and led. over the radial roller bearing 11o and The helical spring 107 is tensioned with the Seeger locking ring 111 on the axle 103. The gap 1o9 between the two hollow rivets 106, 108 limits the spring travel of the Coil spring lo7 so that the stator lol and the external rotor rotor 1o4 do not have can be axially shifted a certain, constructively determined value.

Die Verwendung einfachster Bauteile und der beschriebene Aufbau mit Spielpassungen zwischen den Radialwälzlagern 114, llo und der Achse 103 bzw. dem Lagerrohr 102 gewährleisten eine kosten-und fertigungsgünstige Lösung.The use of the simplest components and the structure described with Clearance fits between the radial roller bearings 114, llo and the axis 103 or the Bearing tube 102 ensure a solution that is cost-effective and inexpensive to manufacture.

die in Fig. 2 dargestellte Radialwälzlagerverspannung ist mit der in Fig. 1 funktionsidentisch. Der einzige Unterschied zu Fig.1 ergibt sich aus der unterschiedlichen Baulänge des Elektromotors.the radial roller bearing tension shown in Fig. 2 is with the in Fig. 1 functionally identical. The only difference to Fig.1 results from the different length of the electric motor.

Die Anpassung an diese Baulänge unter Beibehaltung der gleichen Verspannungselemente aus Fig.1 geschieht durch einen zweiten Seeger-Sicherungsring 220 im Lagerrohr 202, dessen Abstand ta zum Seeger-Sicherungsring 205 vorzugsweise gleich der gegebenen Baulängenänderung A1 ist. Eine Hülse mit der Länge IS ßlkönnte ebensogut, am Seeger-Sicherungsring 205 angreifend, die Distanz ta (= al) realisieren.The adaptation to this overall length while maintaining the same bracing elements from Figure 1 is done by a second Seeger locking ring 220 in the bearing tube 202, whose distance ta to the Seeger locking ring 205 is preferably equal to the given one Change in length is A1. A sleeve with the length IS ßl could just as well be used on the Seeger retaining ring 205 attacking, realize the distance ta (= al).

tn Fig. 3 ist eine Radialwälzlagerverspannung ohne Wälzlagerinnenringe dargestellt. Die Laufbahnen 330, 331 für die Wälzkörper 332, 333 befinden sich als radiale Rillen auf der Achse 303. Die gegenseitige Verspannung der beiden Wälzlageraußenringe 334, 335 geschieht durch die gleichen Verspannelemente wie Schraubenfeder und Hohlniete aus Fig. 1 und 2.tn Fig. 3 is a radial roller bearing bracing without roller bearing inner rings shown. The raceways 330, 331 for the rolling elements 332, 333 are located as radial grooves on the axis 303. The mutual bracing of the two roller bearing outer rings 334, 335 is done by the same bracing elements as helical springs and hollow rivets from FIGS. 1 and 2.

Vorteilhafterweise bilden die Achse 303, die Wälzlageraußenringe 334, 335 mit ihren jeweiligen Wälzkörpern 332, 333, die Hohlniete 306, 308 und die Schraubenfeder 307 eine Baueinheit. Diese Baueinheit wird über den Wälzlageraußenring 335 fest mit dem Lagerrohr 302 verbunden. Dies geschieht vorzugsweise durch die Wahl einer entsprechenden Passung oder durch Kleben. Am Wälzlageraußenring 334 ist zum Lagerrohr 302 eine Spiel passung vorhanden, so daß die gegenseitige Verspannung der Wälzlageraußenringe 334, 335 über die Schraubenfeder 307 gegeben ist.Advantageously, the axis 303, the roller bearing outer rings 334, 335 with their respective rolling elements 332, 333, the hollow rivets 306, 308 and the helical spring 307 a unit. This structural unit is fixed by means of the roller bearing outer ring 335 connected to the bearing tube 302. This is preferably done by choosing one appropriate fit or by gluing. On the roller bearing outer ring 334 there is a game fit to the bearing tube 302, so that the mutual tension of the roller bearing outer rings 334, 335 is given via the helical spring 307.

Für das Einpressen der Baueinheit zeigt Fig. 3a eine mögliche Ausgestaltung der Laufbahn 331 des Wälzlageraußenringes 335.FIG. 3a shows a possible embodiment for pressing in the structural unit the raceway 331 of the roller bearing outer ring 335.

Die Verbreiterung der Laufbahn 331 ermöglicht es, daß beim Einpreßvorgang der Wälzkörperring 335 die Schraubenfeder 306 bis zum Aufeinanderstoßen der beiden Nietschäfte zusammendrückt.The widening of the raceway 331 makes it possible that during the press-fit process the rolling element ring 335 the helical spring 306 until the two meet Presses rivet stems together.

Dadurch übertragen die Nietschäfte die notwendigen Einpreßkräfte auf den Wälzlagerring 335. Eine sonst mögliche Laufbahnbeschädigung unterbleibt, da die Wälzkörper 333 und die Laufbahnen die Einpreßkräfte nicht übertragen. Selbstverständlich ist die Laufbahnverbreiterung auch an den entsprechenden Stellen der Achse 303 und des Wälzlagerringes 334 möglich. Die Verbreiterung der Laufbahn muß jeweils etwas größer als der Spalt 309 sein.As a result, the rivet shafts apply the necessary press-in forces the rolling bearing ring 335. Otherwise possible damage to the raceway does not occur because the rolling elements 333 and the raceways do not transmit the press-fit forces. Of course is the widening of the track also at the corresponding points of the axis 303 and of the rolling bearing ring 334 possible. The broadening of the career must always be something be larger than gap 309.

Eine andere, zeichnerisch nicht dargestellte Weiterbildung sieht vor, das Lagerrohr als solches fallen zu lassen und die Lager unmittelbar in die eine entsprechende Bohrung des Statorblechpakets (Lagerbohrung) einzusetzen.Another further development, not shown in the drawing, provides to drop the bearing tube as such and put the bearings directly into one insert the corresponding hole in the stator core (bearing hole).

Die Fig. la zeigt als vergrößerter Ausschnitt deutlich, daß bei der Erfindung die Schraubenfeder außen durch das Lagerrohr und innen durch den zylindrischen Teil der Rchrnieten begrenzt ist und somit nicht radial ausweichen kann, selbst wenn die Enden der Feder nicht - wie zu diesem Zweck sonst oft in teurer Weise -parallel angeschliffen worden sind. Dadurch können ungeschliffene, relativ billige Federn verwendet werden. Außerdem wurden die Distanzrohredeshalb als Rohrnieten ausgebildet, damit die Kraft über deren radialer Schulter (Kragen) auch auf den Außenring des Kugellagers abgegeben wird, welcher bei hier oft verwendeten ultra-leichten Kugellagern radial dünn ist und deshalb eine solche Schulter zum sicheren Kraftschluß vorteilhaft ist.The Fig. La shows as an enlarged section clearly that in the Invention the coil spring outside through the bearing tube and inside through the cylindrical Part of the rivets is limited and therefore cannot move radially, even if the ends of the spring are not parallel, as is often the case for this purpose in an expensive way have been sanded. This allows unpolished, relatively cheap springs be used. In addition, the spacer tubes were designed as tubular rivets, so that the force via its radial shoulder (collar) also acts on the outer ring of the Ball bearing is released, which is the case with ultra-light ball bearings that are often used here is radially thin and therefore advantageous such a shoulder for a secure frictional connection is.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung einer Schraubenfeder die Federkennlinie dem Bedarfsfall besser angepaßt werden kann und gleichzeitig durch den Einsatz von zwei gleichen Hohlnieten zur Führung der Schraubenfeder und zur Begrenzung des Federwegs insgesamt eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Lösung vorliegt.The advantages achieved with the invention are in particular: that by using a helical spring the spring characteristic to the If necessary, can be better adapted and at the same time through the use of two the same hollow rivets for guiding the helical spring and for limiting the spring travel overall a cost-effective and technically simple solution is available.

Gleiches gilt für die einfache Anpassung des Verspannungssystems an die unterschiedlichen Baulängen einer Baureihe unter Beibehaltung der Abmessungen für die Druckfeder und die zwei Hohlniete durch den Einsatz eines zweiten Seeger-Sicherungsringes oder einer Hülse in der Lagerbohrung.The same applies to the simple adjustment of the bracing system the different lengths of a series while maintaining the dimensions for the compression spring and the two hollow rivets through the use of a second Seeger retaining ring or a sleeve in the bearing bore.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radial-Wälzlagerverspannung für einen Elektromotor mit nach unten hängend laufendem Rotor 404. In diesem Fall stützt sich vorteilhafterweise das Radial-Wälzlager 41o mit der Stirnseite seines Außenringes am Seeger-Sicherungsring 405 ak, so daß das Eigengewicht des Rotors 404 über das Lager 41o vom Seeger-Sicherungsring 405 aufgenommen wird und die Verspannung des zweiten Radial-Wälzlagers frei von Rotoreigengewicht bleibt.Fig. 4 shows a further embodiment of the invention Radial roller bearing bracing for an electric motor with a hanging downward Rotor 404. In this case, the radial roller bearing 41o is advantageously supported with the face of its outer ring on the Seeger retaining ring 405 ak, so that the The weight of the rotor 404 is absorbed by the Seeger retaining ring 405 via the bearing 41o and the bracing of the second radial roller bearing is free of the rotor's own weight remain.

Dieser Sachverhalt gilt sinngemäß auch für die in Fig. 1 und 2 dargestellten Verspannungen, d.h. für die Anordnung des SeE-r-Sicherungsringes 105, 205 am Lager 114, 214.This situation also applies mutatis mutandis to those shown in FIGS. 1 and 2 Tension, i.e. for the arrangement of the SeE-r retaining ring 105, 205 on the bearing 114, 214.

Claims

Claims 1. Arrangement for Verspannun an adial roller bearing system with a helical spring as a compression spring between roller bearings, d a d u r c h g e k It is noted that two hollow rivet-like elements (106, 108) between the Radial roller bearings (114, silo) a coil spring (107) within the bearing bore (102) and limit their spring deflection in the direction of pressure.

2. Radial roller bearing bracing according to claim 1, characterized in that dal3 with different radial roller bearing spacing due to additional spacing Elements between the bearings, in particular by means of a so-called Seeger retaining ring (220), the bracing of the 2edial roller bearings (204, 210) on existing bracing elements (106, 107, 108) can be adjusted axially.

3. Radial roller bearing bracing according to claim 1 for a radial roller bearing system without roller bearing inner rings, characterized in that two tubular rivet-like elements (306, 308) serve as support elements in the axial direction.