DE2926541A1

DE2926541A1 - Vorrichtung zur kompensation des radialen spiels eines waelzlagers in einer lagerbohrung

Info

Publication number: DE2926541A1
Application number: DE19792926541
Authority: DE
Inventors: Rolf Rohloff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-30
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2926541B2; US4486055A; DE2926541C3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA79 P 3 O 9 9 BRD

Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels eines Wälzlagers in einer Lagerbohrung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels eines Wälzlagers in einer Lagerbohrung mit Hilfe einer dem Wälzlager stirnseitig vorgelagerten Scheibe mit an ihrem Umfang axial angeformtea, in den radialen Spielraum ragenden und diesem im Sinne eines bestimmten radialen Druckes angepaßten Vorsprung. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 851 865 bekannt.

Bei der bekannten Vorrichtung wird ein ringförmiges, in radialer Richtung verformbares Zwischenorgan in den Zwischenraum zwischen den zur Verbindung bestimmten Teilen einer Friktionsverbindung eingeführt, wobei die radiale Abmessung des Zwischenorgans dem radialen Spielraum so angepaßt ist, daß bei der Verbindung eine plastische Verformung des Zwischenorgans entsteht. Nach einer besonderen Ausgestaltung besteht die Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels der Friktions-

Bk 2 Bim / 26.6.1979

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verbindung aus einer im wesentlichen kreisförmigen Platte, die am Umfang eingeschnitten ist, um Zipfel zu bilden, die im rechten Winkel zum ebenen Mittelteil der Platte aufgebogen sind; diese in einem Kreis dann angeordneten Zipfel sind in sich gekrümmt, wobei ihre konkaven Seiten nach außen gerichtet sind. Bei der Montage werden die in sich gekrümmten Zipfel in den das radiale Spiel bildenden Zipfel eingepreßt, wobei die Ausbauchung, die Wandstärke und die Breite sowie der Abstand der Zipfel untereinander mit Rücksicht auf die Größe des Zwischenraums so gewählt ist, daß der gewünschte radiale Druck auf das Lager erhalten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine demgegenüber hinsichtlich Fertigung und Montage wesentlich vereinfachte Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch möglich, daß bei einem axial vorgespannten Wälzlager eine Scheibe mit einem axial ange formten Rand in Form eines zur äußeren Umfangsfläche des Wälzlagers gerichteten Keils vorgesehen und der Keil durch die axiale Vorspannkraft in den Spielraum zwischen Wälzlager und Lagerbohrung im Sinne eines Ausgleiche des jeweiligen radialen Spiels gedrückt ist.

Die erfindungsgemäß als Scheibe mit angeformtem keilförmigen Außenrand ausgebildete Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels läßt sich einerseits sehr einfach, insbesondere als einteiliges, keine weitere Nachbearbeitung erforderndes Spritz — Teil herstellen und andererseits durch einfaches Zwischenlegen bei der Montage des Wälzlagers montieren, wobei dann unter Mitauanutzung der an sich vorhandenen axialen Anstellkraft die Keilspitze dem jeweils gegebenen radialen Spiel

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entsprechend tief axial in den Spielraum gedrückt wird. Die Scheibe mit dem angeformten keilförmigen Rand paßt sich dabei unter Einwirkung der axialen Anstellkraft, die sich an der Keilschräge in eine axiale und eine radiale Kraftkomponente aufteilt, dem gegebenenfalls veränderlichen radialen Spiel zwischen Wälzlageraußenring und Wälzlager-Lagerbohrung an. Durch die axiale Anstellkraft und die Ausbildung der erfindungsgemäßen Scheibe werden dadurch nicht nur durch Bearbeitungstoleranzen gegebene Passungsspiele aufgehoben, sondern auch ein passungsspielfreier Lagersitz während des Betriebes gewährleistet, wenn sich die Größe des Lagerspiels z.B. durch Erwärmung bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Lagerbohrung einerseits und Lager andererseits betriebsmäßig verändert. Die axiale Anstellkraft kann in an sich bekannter Weise durch eine entsprechende axiale Anstellfeder oder auch durch eine insbesondere bei Verschiebeankermotoren bekannte elektromagnetische in Axialrichtung auf den Läufer wirkende Kraft hervorgerufen werden.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Keil mit einem unsymmetrischen Querschnitt mit einer ersten radial äußeren, parallel zur Lagerbohrung verlaufenden und einer zweiten radial inneren, konisch und in schrägem Anstellwinkel zur äußeren Umfangsfläche des Wälzlagers verlaufenden Keilfläche versehen ist; dadurch ergibt sich einerseits eine gute geführte Anlage der Keilscheibe in der Lagerbohrung und andererseits eine sicher gewährleistete Wirksamkeit der Keilschräge zur Vermeidung eines unerwünschten radialen Spiels.

Wird darüber hinaus die Scheibe symmetrisch mit am Umfang jeder ihrer beiden Stirnseiten in der einen und anderen Achsrichtung angeformtem ersten und zweiten Rand

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in Form eines Keiles ausgebildet, so wird bei der Montage gleichzeitig auf einfache Weise die eine Axialkraft bewirkende und zur Anstellung des Lagers vorgesehene Druckfeder zentriert und die Beachtung einer bestimmten Einschubselt· der Scheibe überflüssig.

In vorteilhafter Weise kann die zur Kompensation des radialen Spiels ausgebildete Scheibe gleichzeitig als Staubscheibe für das Wälzlager ausgebildet sein; in diesem Fall wird die Bohrung der Scheibe zweckmäßigerweise bis nahe an den Wellendurchmesser gelegt, um offene Wälzlagerteile weitgehend gegen Eindringen von Fremdkörpern zu schützen. Bei einem als Wälzlager vorgesehenen* Kugellager ist dabei die Scheibe so ausge- bildet, daß sie am umlaufenden Innenring des Kugellagers nicht schleifen kann.

Damit sich die Scheibe mit ihrem angeformten keilförmigen Rand je nach MaB des auszugleichenden radialen Spiels den unterschiedlichen radialen Maßen des Jeweiligen Anlagepunktes der schrägen Keilfläche an der äußeren Umfangsfläche des Wälzlagers anzupassen vermag, ist eine gewisse elastische Nachgiebigkeit des Materials, Insbesondere bei geschlossenem umlaufenden Rand, zweckmäßig; jedoch ist zur gezielteren Veränderung bzw. Festlegung der Federrate der Scheibe mit angeformten keilförmigen Rand und zur optimalen Abstimmung zwischen dem Material der Scheibe und der axial andrückenden Axialkraft nach einer weiteren Ausgestal tung der Erfindung vorgesehen, daß die Scheibe mit einem axial umlaufenden durch schlitzförmige Ausnehmungen unterbrochenen Rand versehen ist.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand in der Zeichnung aohematisch dargestellter AusfUhrungebeispiel· näher erläutert.

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Darin zeigen:

Fig. 1 in einem Teilschnitt eine unsymmetrische Scheibe in Seitenansicht,

Fig. 2 in einem Teilschnitt eine symmetrische Scheibe in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Scheibe mit am Umfang durch schlitzförmige Ausnehmungen unterbrochenem Rand, Fig. 4 ein Schnittbild der Scheibe aus Fig. 3 gemäß Schnittverlauf IV-IV.

Gemäß Fig. 1, 2 ist eine Motorwelle 6 über ein Wälzlager 3 mit Innenring 32 und Außenring 31 in einer Lagerfeohrung 41 eines Lagerschildes 4 drehbar gelagert. Zur Vermeldung einer Geräuschbildung durch ein Lagerluft-Spiel zwischen dem Innenring 32 und den Kugeln 33 bzw. den Kugeln 33 und dem Außenring 31 ist an sich die Maßnahme eines sogenannten "Vorspannens¹¹ oder "Anstellens¹¹ des Lagers bekannt, bei der eine axiale Verschiebung zwisehen Lageraußenring und Lagerinnenring durch eine Axialkraft vorgesehen ist. Zum Anstellen des Wälzlagers und damit zur Vermeidung einer Geräuschbildung aufgrund der Lagerluft zwischen Außenring und Innenring ist im vorliegenden Fall eine Feder 1 vorgesehen, die als Spiralfeder sich mit ihrem linken Ende an einer Schulter 42 des Lagerschildes 4 in der Lagerbohrung 41 abstützt.

Als weiterer Grund einer Geräuschbildung wurde ein Radialspiel zwischen der äußerem Umfangsflache, d.h. dem Außenring 31 des Wälzlagers 3 und der Lagerbohrung 41 des Lagerschildes 4 herausgefunden. Dieses Lagerspiel 5 soll in Fig. 1, 2 den radialen Abstand a aufweisen.

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Erfindungsgemäß ist nun zur Vermeidung dieses Radialspiels zwischen dem rechten Ende der Axialdruckfeder 1 und dem Außenring 31 des mit seinem Innenring 32 auf der Motorwelle 6 zumindest kraftschltissig fixierten Wälzlagers 3 eine Scheibe 2 mit einem axial angeformten Rand in Form eines zum Außenring 31 des Wälzlagers 3 gerichteten Keils 21 vorgesehen und der Keil 21 durch die axiale Vorspannkraft der Axialdruckfeder 1 in den Spielraum 5 zwischen dem Wälzlager 3 und der Lagerboh rung 41 im Sinne eines Ausgleichs des jeweiligen radia len Spiels a gedrückt. Die Scheibe 2 1st zweckmäßigerweise gleichzeitig als Staubscheibe für das Wälzlager 3 ausgebildet, derart daß die Innenbohrung der Scheibe 2 bis nahe an den äußeren Durchmesser der Motorwelle 2 reicht und im Bereich des Innenringes 32 in Abstand zu diesem gehalten ist, so daß ein Schleifen am umlaufenden Innenring 32 vermieden ist.

Flg. 1 zeigt eine Scheibe mit nur an der einen rechten Stirnseite in Form eines Keiles angeformtem Rand und Fig. 2 eine symmetrische Ausführung der Scheibe 2 mit an beiden Stirnseiten gleichartig angeformtem Rand in Form eines Keiles.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird damit sowohl eine Zentrierung der Axialandruckfeder 1 an der linken Stirnseite der Scheibe 2 als auch eine Verhinderung des radialen Spiels durch den Keil an der rechten Stirnseite der Scheibe 2 erreicht; außerdem ergibt sich bei einer symmetrischen Scheibenausführung nach Fig. 2 der Vorteil, daß bei der Hontage die Beachtung einer besonderen Aufsteckfilte überflüssig wird.

In vorteilhafter Weise ist der Keil des einen Randes (Fig. 1) bzw. beider Ränder (FIg 2) jeweils mit einem unsymmetrischen Querschnitt mit einer ersten radial

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äußeren, parallel zur Lagerbohrung 41 verlaufenden Keilfläche 211 und einer 2weiten radial inneren, konisch und in schrägem Anstellwinkel zur äußeren Umfangsfläche (Außenring 31) des Wälzlagers 3 verlaufenden Keilfläche 212 versehen.

Wie Insbesondere aus Fig. 3, 4 ersichtlich, sind die beiden stirnseitigen in Form eines Keiles ausgebildeten umlaufenden Ränder durch am Umfang verteilte, dünne schlitzförmige Ausnehmungen 23 - 27 unterbrochen. Durch Anzahl und Ausführung dieser Unterbrechungen kann die Federrate der Keilscheibe gezielt verändert werden, was eine optimale Abstimmung zwischen dem Material der Keilscheibe und der axialen Federkraft der Axialdruckfeder 1 ermöglicht.

4 Figuren

7 Patentansprüche

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Kompensation des radialen Spiels eines Wälzlagers in einer Lagerbohrung mit Hilfe einer dem Wälzlager stirnseitig vorgelagerten Scheibe mit an ihrem Umfang axial angeformtem, in den radialen Spielraum ragenden und diesen im Sinne eines bestimmten radialen Druckes angepaßten Vorsprung, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem axial vorgespannten Wälzlager (3) eine Scheibe (2) mit einem axial angeforarten Rand in Form eines zur äußeren Umfangsfläche (Außenring 31) des Wälzlagers (3) gerichteten Keils (21) vorgesehen und der Keil (21) durch die axiale Vorspannkraft (Feder 1) in den Spielraum (5) zwischen Wälzlager (3) und Lagerbohrung (41) im Sinne eines Ausgleichs des jeweiligen radialen Spiels (a) gedrückt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (21) mit einem unsymmetrischen Querschnitt mit einer ersten (211) radial äußeren, parallel zur Lagerbohrung (41) verlaufenden und einer zweiten (212) radial inneren, konisch und in schrägem Anstellwinkel zur äußeren Umfangsfläche (Außenring 31) des Wälzlagers (3) verlaufenden Keilfläche versehen ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (2) symmetrisch mit am Umfang jeder ihrer beiden Stirnseiten in der einen und anderen Achsrichtung angeformtem ersten und zweiten Rand (21; 22) in Form eines Keils ausgebildet ist (Fig. 2).

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) mit angeformten Keil als einstückiges Kunststoff spritzteil ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) gleichzeitig als Staubscheibe für das Wälzlager (3) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) mit einem axial umlaufenden durch schlitzförmige Ausnehmungen (23 - 27) unterbrochenen Rand versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) elastisch aus- gebildet ist.

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