DE3407987A1 - Verfahren und vorrichtung zur befestigung von maschinenelementen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur befestigung von maschinenelementen

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Description

SKFKUGELLAGERFABRIKENGMBH 2_Schweinfürt, 1. 3. 1984
SE 8 3 006 DE TPA-ko.ne
von Maschinenelementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Maschinenelementen nach dem Oberbegriff des Haupt· anspruches und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Maschinenelemente, wie z.B. Wälzlager, werden oftmals mittels konischer Hülsen auf einer Achse oder dgl. befestigt. Dabei weist die Lagerbohrung eine konische, der Hülse entsprechende Form auf oder es wird eine zweite konische Hülse mit zylindrischer Mantelfläche verwendet. Die Befestigung erfolgt durch Verschieben entlang der konischen Flächen, wodurch die radiale Weitung eine kraftschlüssige radiale Befestigung ergibt. Die Verschiebung wird meist durch axial wirken-
-2-
de Schrauben oder Muttern bewirkt. Die Gewindeelernente werden daraufhin in einer geeigneten Weise gegen Verdrehen gesichert.
Da die Befestigung kraftschlüssig ist und relativ hohe Radialkräfte auf das Lager einwirken, muß die radiale Weitung des Innenringes bei Wälzlagern berücksichtigt werden und einen möglichst vorher bestimmbaren Wert haben. Das radiale Lagerspiel über die Wälzkörper muß dabei in vorgegebenen Grenzen gehalten werden. Um das zu erreichen, wird bei der oben beschriebenen Ausführung zum Anziehen der Hülsen über das Gewinde ein Drehmoment schlüssel verwendet. Dieses Verfahren bringt jedoch, wie die Praxis zeigt, keine gleichbleibenden Ergebnisse, da die Reibmomente des Gewindes und der konischen Flächen stark von deren Oberflächenbeschaffenheit abhängen. Dadurch ist die Befestigung unter Berücksichtigung des Lagerspiels auf diese Weise nur sehr ungenau und nicht rekonstruierbar. Um diesem Nachteil zu begegnen, wurde bisher das Lagerspiel bei der Befestigung durch eine Messung in bekannter Weise beobachtet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Befestigung von Maschinenelementen zu schaffen, mit denen bei der Montage ohne weitere Hilfsmittel vorher bestimmbare Werte für das Lagerspiel erzielt werden.
Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß die Hülse bis zum spielfreien Kontakt zwischen Lagerbohrung und Achse eingeschoben und danach ein mit dem Werkzeug verbundener Anschlag um eine vorbestimmte axiale Strecke zurückversetzt und danach die Hülse bis zur An-
-3-
lage an einer Seitenfläche des Maschinenelementes oder dgl. weiter eingetrieben wird und durch eine Vorrichtung mit zwei koaxial ineinander angeordneten, axialgegeneinander einstellbaren und fixierbaren Werkzeughülsen, wobei eine Werkzeughülse eine gegen die Seitenfläche der konischen Hülse anliegende Stirnfläche und die andere eine gegen die Seitenfläche des Innenringes oder die einer zweiten Befestigungshülse anliegende Stirnfläche aufweist.
Dabei wird der Grad der Befestigung primär durch eine vorgegebene axiale Eintreibstrecke für die konische Hülse erzielt. Da der Neigungswinkel der konischen Hülse bekannt ist, erfolgt darüber eine genaue Untersetzung der vorgegebenen Strecke in radialer Richtung. Dadurch ergibt sich eine präzise, vorher bestimmbare Weitung, beispielsweise des Innenringes eines Wälzlagers, wobei normalerweise ein vorgegebenes Lagerspiel auf einfache Art erzielt wird, dessen Wert von Reibmomenten aller Art unbeeinflußt bleibt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl bei der Verwendung einer einzigen konischen Hülse, die mit einer entsprechend konischen Lagerbohrung zusammenarbeitet, als auch bei Verwendung von zwei konischen Hülsen, wobei die Lagerbohrung zylindrisch sein kann.
Die vorteilhafte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei ineinander koaxial angeordneten Werkzeughülsen, wobei eine stirnsei tig an der einzutreibenden Zwischenhülse anliegt und die Stirnfläche der anderen Werkzeughülse als Anschlag gegen die Seitenfläche des Lagers bzw. einer anderen konischen Hülse liegt. Die Werkzeughülsen sind gegeneinander verschiebbar, jedoch in der gewünschten Position fixierbar angeordnet.
-4-
Bei der Montage wird zunächst die konische Hülse mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug soweit zwischen Lagerbohrung und Mantelfläche der Achse eingeschoben, bis ein mäßig kraftvoller, radialer Kontakt entsteht. Die axiale Kraft wird dabei über die an der konischen Hülse anliegende Werkzeughülse eingeleitet. Die andere, beispielsweise außen angeordnete Werkzeughülse, ist noch frei beweglich oder in entsprechendem Abstand zur Seitenfläche des Lagers positioniert. Nachdem ein radialer Kontakt der konischen Hülse in der ersten Phase der Montage erreicht ist, wird die außenliegende Werkzeughülse mit dem vorher rechnerisch oder experimentell ermittelten Abstand zur Seitenfläche des Innenringes auf der inneren Werkzeughülse fixiert. Danach erfolgt das Eintreiben der konischen Hülse durch Krafteinwirkung auf die innere Werkzeughülse. Der Vorgang und damit die Befestigung des Lagers auf der Achse ist beendet, wenn die äußere Werkzeughülse stirnseitig an der Seitenfläche des Innenringes anliegt. Sevlbstverständlieh braucht die eingestellte Eintreibstrecke bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug für die Serienmontage nur einmal ermittelt werden, wenn die MontageteiIe mit nur geringen Fertigungstoleranzen behaftet sind.
Nach weiteren vorteilhaften Merkmalen der Erfindung sind die Werkzeughülsen über ein Gewinde gegeneinander verstellbar und die äußere Werkzeughülse weist eine die Verdrehung gegen die andere Werkzeughülse sichernde Schraube oder Mutter auf. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache und dabei präzise Einstellung der erforderlichen Eintreibstrecke. Die gegenseitige Fixierung erfolgt beispielsweise über eine auf dem gleichen Gewinde angeordnete Kontermutter.
-5-
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist eine der Werkzeughülsen gegenüber der anderen axial frei verschiebbar und liegt axial gegen einen mit der anderen Werkzeughülse zusammenarbeitenden Gewindering an.
Dadurch kann eine bessere koaxiale Führung der äußeren auf der inneren Hülse erzielt werden als prinzipiell über ein Gewinde möglich ist. Die Bohrungsfläche der äußeren Werkzeughülse wird dabei frei auf der zylindrischen Mantelfläche der inneren Hülse geführt. Die einfache Verstellbarkeit über den Gewindering ist bei dieser Ausführung trotzdem möglich.
Die Erfindung wird im folgenden an dem Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die einzige Figur zeigt ein Werkzeug nach beendeter Befestigung eines Kugellagers auf einer Achse 1 unter Verwendung von zwei konischen Hülsen 3, 4. Diese Hülsen 3, 4 sind übertrieben axial weit aus dem Bereich des Kugellagers heraus dargestellt, um alle Einzelheiten deutlicher erkennbar zu machen. In der Praxis unterstützen die konisehen Hülsen 3, 4 den gesamten Bohrungsbereich des Innenringes 2 und ragen aus diesem auch nicht wesentlich hervor.
Die Hülsen 3, 4 sind an ihren sich gegenseitig berührenden Umfangsflachen konisch ausgeführt. Die äußere Hülse 4 weist einen an der Bohrungsfläche des Innenringes 2 anliegenden, zylindrischen Mantel auf und die innere Hülse 3 eine auf der Achse anliegende zylindrische Bohrungsfläche. Die äußere konische Hülse 4 ist bereits vollständig in die Bohrung des Innenringes 2 eingesetzt und liegt mit der rechten Seitenfläche gemeinsam mit der rechten Seitenfläche des Innenringes 2 axial an einer Schulterfläche der Achse 1 an. Das Werkzeug besteht aus einer
-6-
inneren Werkzeughülse 5, die stirnseitig an der linken Seitenfläche der inneren konischen Hülse 3 anliegt. Das linke Ende der inneren Werkzeughülse 5 ist ringförmig verstärkt und nimmt die Kraft zum Einschieben bzw. Eintreiben der inneren konischen Hülse 3 auf. Auf dem Mantel der inneren Werkzeughülse 5 ist eine äußere Werkzeughülse 6 axial frei verschiebbar angeordnet. Sie liegt mit ihrer rechten Stirnseite an der Seitenfläche der äußeren konischen Hülse 4 an und wird an ihrer linken Stirnseite von einem auf der inneren Werkzeughülse 5 über ein Gewinde verschiebbar angeordneten Gewindering 7 abgestützt. Durch den Gewindering 7 kann der axiale Abstand der Stirnseite der inneren Werkzeughülse 5 gegenüber der der äußeren Werkzeughülse 6 eingestellt werden. Das Eintreiben der inneren konischen Hülse 3 ist beendet, wenn deren rechte Stirnseite wie dargestellt die linke Seitenfläche der äußeren konischen Hülse 4 erreicht hat.
Die Kraft auf das freie Ende der inneren Werkzeughülse 5 kann manuell oder in bekannter Weise maschinell, beispielsweise hydraulisch, aufgebracht werden. Die konischen Hülsen 3, 4 können sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff bestehen.
Bei dem dargestellten Beispiel wird die innere konische Hülse 3 eingetrieben. Selbstverständlich ist es auch möglich, die äußere konische Hülse 4 bei umgekehrter Neigung der konischen Flächen einzutreiben. In diesem Fall kehren sich auch die Funktionen der Werkzeughülsen 5,6 um und die äußere Werkzeughülse weist dann ein Innengewinde mit innerem Gewindering und innerer, als Anschlag dienender Werkzeughülse auf.

Claims (5)

  1. SKFKUGELLAGERFABRIKENGMBH Schweinfurt, 1. 3. 1984
    SE 8 3 006 DE TPA-ko.ne
    Ve r ^ ahr en_und_Vo£r ^£11 t^ung
    von Maschinenelementen
    Patentansprüche
    Verfahren zur Befestigung von Maschinenelementen, insbesondere von Lagern auf Achsen oder dgl. mit einem eine Kraft gegen die axial verschiebbare Hülse ausübenden Werkzeug unter Verwendung von mindestens einer zwischen Lagerbohrung und Achse angeordneten konischen, axial verschiebbaren Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse bis zum spielfreien Kontakt zwischen Lagerbohrung und Achse eingeschoben und danach ein mit dem Werkzeug verbundener Anschlag um eine vorbestimmte axiale Strecke zurückversetzt und danach die Hülse bis zur Anlage an einer Seitenfläche des Maschinenelementes oder dgl. weiter eingetrieben wird.
  2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch I1 bestehend aus einem im wesentlichen hülsenförmigen auf die Achse aufsteckbaren und eine Kraft gegen die konische Hülse ausübenden Werkzeug, gekennzeichnet durch zwei koaxial ineinander angeordnete, axial gegeneinander einstellbare und fixier-
    bare Werkzeughülsen (5, 6), wobei eine Werkzeughülse (5) eine gegen die Seitenfläche der konischen Hülse (3) anliegende Stirnfläche und die andere (6) eine gegen die Seitenfläche des Innenringes (2) oder einer zweiten Befestigungshülse (4) anliegende Stirnfläche aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughülsen (5, 6) über ein Gewinde gegeneinander verstellbar sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Werkzeughülse (6) eine die Verdrehung gegen die andere Werkzeughülse (5) sichernde Schraube oder Mutter aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Werkzeughülsen (6) gegenüber der anderen (5) axial frei verschiebbar ist und axial gegen einen mit der anderen Werkhülse (5) zusammenarbeitenden Gewindering (7) anliegt.
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