DE3407987C2 - - Google Patents

Description

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. be­ festigt. 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 er­ gibt. Die Verschiebung wird meist durch axial wirken­ de Schrauben oder Muttern bewirkt. Die Gewindeelemente werden daraufhin in einer geeigneten Weise gegen Ver­ drehen 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 ha­ ben. Das radiale Lagerspiel über die Wälzkörper muß da­ bei 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. Da­ durch ist die Befestigung unter Berücksichtigung des La­ gerspiels auf diese Weise nur sehr ungenau und nicht re­ konstruierbar. Um diesem Nachteil zu begegnen, wurde bis­ her das Lagerspiel bei der Befestigung durch eine Mes­ sung in bekannter Weise beobachtet.

Durch die GB-PS 3 80 455 ist eine gegebenenfalls auch als verlorenes Werkzeug zu bezeichnende Vorrichtung bekannt, die axial zwischen zwei konischen, für getrennte Lager wirksamen Hülsen eingesetzt ist. Sie besteht aus zwei über ein Gewinde axial verstellbaren Werkzeughülsen, wo­ durch die konischen Hülsen voneinander weg verschoben werden. Diese Vorrichtung weist die gleichen oben be­ schriebenen Nachteile auf, weil ein vorbestimmbares Auf­ weiten der zu befestigenden Innenringe nicht eingestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Befestigung von Maschinenelementen zu schaf­ fen, mit denen bei der Montage ohne weitere Hilfsmittel vorher bestimmbare Werte für das Lagerspiel erzielt wer­ den.

Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß bei eingeschobener Hülse bis zum spielfreien Kontakt zwischen Lagerbohrung und Achse ein mit dem Werkzeug verbundener Anschlag um eine vorbestimmte axiale Strecke zurückversetzt und danach die Hülse bis zur Anlage des Anschlages an einer Seitenfläche des Maschinenelementes oder dgl. weiter eingetrieben wird und durch eine Vor­ richtung, bei der die äußere Werkzeughülse bei axial gegeneinander fixierten Werkzeughülsen zusammen mit der inneren Werkzeughülse in derselben Wirkrichtung bewegbar ist und je nach Fixierstellung beim Eintreiben der koni­ schen Hülse früher oder später zum Anschlag an der be­ treffenden Seitenfläche des Lagerinnenringes oder einer zweiten, die konische Hülse umgebende Befestigungshülse gelangt.

Dabei wird der Grad der Befestigung primär durch eine vorgegebene axiale Eintreibstrecke für die konische Hül­ se 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 Verfah­ ren eignet sich sowohl bei der Verwendung einer einzi­ gen konischen Hülse, die mit einer entsprechend koni­ schen Lagerbohrung zusammenarbeitet, als auch bei Ver­ wendung von zwei konischen Hülsen, wobei die Lagerboh­ rung zylindrisch sein kann.

Die vorteilhafte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei ineinander koaxial angeordne­ ten Werkzeughülsen, wobei eine stirnseitig an der ein­ zutreibenden Zwischenhülse anliegt und die Stirnfläche der anderen Werkzeughülse als Anschlag gegen die Sei­ tenfläche des Lagers bzw. einer anderen konischen Hül­ se liegt. Die Werkzeughülsen sind gegeneinander ver­ schiebbar, jedoch in der gewünschten Position fixier­ bar angeordnet.

Bei der Montage wird zunächst die konische Hülse mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug soweit zwischen Lager­ bohrung und Mantelfläche der Achse eingeschoben, bis ein mäßig kraftvoller, radialer Kontakt entsteht. Die axiale Kraft wird dabei über die an der konischen Hül­ se anliegende Werkzeughülse eingeleitet. Die andere, beispielsweise außen angeordnete Werkzeughülse, ist noch frei beweglich oder in entsprechendem Abstand zur Seitenfläche des Lagers positioniert. Nachdem ein ra­ dialer Kontakt der konischen Hülse in der ersten Phase der Montage erreicht ist, wird die außenliegende Werk­ zeughülse 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 Krafteinwir­ kung auf die innere Werkzeughülse. Der Vorgang und da­ mit die Befestigung des Lagers auf der Achse ist been­ det, wenn die äußere Werkzeughülse stirnseitig an der Seitenfläche des Innenringes anliegt. Selbstverständ­ lich braucht die eingestellte Eintreibstrecke bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug für die Serienmontage nur einmal ermittelt werden, wenn die Montageteile mit nur geringen Fertigungstoleranzen behaftet sind.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist die äußere Werkzeughülse gegenüber der inneren axial verschiebbar, aber in einer Axialrichtung gegen eine mit der inneren Werkzeughülse in Gewindeeingriff be­ findliche Mutter abstützbar. 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 er­ kennbar zu machen. In der Praxis unterstützen die koni­ schen Hülsen 3, 4 den gesamten Bohrungsbereich des In­ nenringes 2 und ragen aus diesem auch nicht wesentlich hervor.

Die Hülsen 3, 4 sind an ihren sich gegenseitig berühren­ den Umfangsflächen konisch ausgeführt. Die äußere Hülse 4 weist einen an der Bohrungsfläche des Innenringes 2 an­ liegenden, zylindrischen Mantel auf und die innere Hül­ se 3 eine auf der Achse anliegende zylindrische Bohrungs­ fläche. Die äußere konische Hülse 4 ist bereits vollstän­ dig in die Bohrung des Innenringes 2 eingesetzt und liegt mit der rechten Seitenfläche gemeinsam mit der rechten Seitenfläche des Innenringes 2 axial an einer Schulter­ fläche der Achse 1 an. Das Werkzeug besteht aus einer 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. Ein­ treiben der inneren konischen Hülse 3 auf. Auf dem Man­ tel der inneren Werkzeughülse 5 ist eine äußere Werk­ zeughülse 6 axial frei verschiebbar angeordnet. Sie liegt mit ihrer rechten Stirnseite an der Seitenfläche der äußeren konischen Hülse 4 an und wird an ihrer lin­ ken Stirnseite von einem auf der inneren Werkzeughülse 5 über ein Gewinde verschiebbar angeordneten Gewinde­ ring 7 abgestützt. Durch den Gewindering 7 kann der axiale Abstand der Stirnseite der inneren Werkzeughül­ se 5 gegenüber der der äußeren Werkzeughülse 6 einge­ stellt werden. Das Eintreiben der inneren konischen Hülse 3 ist beendet, wenn die rechte Stirnseite der äußeren Werkzeughülse 6 wie dargestellt die linke Sei­ tenfläche der äußeren konischen Hülse 4 erreicht hat.

Die Kraft auf das freie Ende der inneren Werkzeughülse 5 kann manuell oder in bekannter Weise maschinell, bei­ spielsweise hydraulisch, aufgebracht werden. Die koni­ schen 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 In­ nengewinde mit innerem Gewindering und innerer, als An­ schlag dienender Werkzeughülse auf.

Claims (3)

1. Verfahren zur Befestigung von Maschinenelementen, insbesondere von Lagern auf Achsen oder dgl. unter Verwendung von mindestens einer zwischen Lagerbohrung und Achse angeordneten konischen, axial verschiebbaren Hülse mit einem eine Kraft gegen die axial verschieb­ bare Hülse ausübenden Werkzeug, dadurch gekennzeich­ net, daß bei eingeschobener Hülse bis zum spielfreien Kontakt zwischen Lagerbohrung und Achse ein mit dem Werkzeug verbundener Anschlag um eine vorbestimmte axiale Strecke zurückversetzt und danach die Hülse bis zur Anlage des Anschlages an einer Seitenfläche des Maschinenelementes oder dgl. weiter eingetrieben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem auf die Achse auf­ steckbaren, gegen die konische Hülse andrückbaren Werkzeug mit zwei koaxial ineinander angeordneten, axial gegeneinander einstellbaren und mindestens in einer Richtung fixierbaren Werkzeughülsen, deren innere gegen die Seitenfläche der konischen Hülse andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Werkzeughülse (6) bei axial gegeneinander fixierten Werkzeughülsen (5, 6) zusammen mit der inneren Werkzeughülse (5) in derselben Wirkrichtung bewegbar ist und je nach Fixierstellung beim Ein­ treiben der konischen Hülse früher oder später zum Anschlag an der betreffenden Seitenfläche des Lager­ innenringes (2) oder einer zweiten, die konische Hülse (3) umgebende Befestigungshülse (4) gelangt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Werkzeughülse (6) gegenüber der inneren (5) axial verschiebbar, aber in einer Axialrichtung gegen eine mit der inneren Werkzeug­ hülse (5) in Gewindeeingriff befindliche Mutter (7) abstützbar ist.