DE3939026C1

DE3939026C1 - Rolling bearing fastener on shaft - has annular disc between each clamping face and bearing inner face

Info

Publication number: DE3939026C1
Application number: DE3939026A
Authority: DE
Inventors: Karl E. 5828 Ennepetal De Timmerbeil
Original assignee: Packautomatic & Co Kg 5828 Ennepetal De GmbH
Current assignee: Packautomatic & Co Kg 5828 Ennepetal De GmbH
Priority date: 1989-11-25
Filing date: 1989-11-25
Publication date: 1991-01-31
Anticipated expiration: 2009-11-26

Abstract

The radial rolling bearing fastener on a shaft spigot (12) has its inner race (25) clamped against a shaft shoulder (19) by a lock nut (16). A washer (15a,15b) is located between the nut, the shaft shoulder and the two ends of the inner race. The outside faces of the two washers are at a right angle (beta) to the washer axis, whilst the inside washer faces (18,22) are inclined in opposite directions at an angle (alpha) to provide improved axial clamping of the inner race. ADVANTAGE - Simple mfr. and improved reliability.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Wälzlagers auf einer Welle od.dgl., wobei der Innen ring des Wälzlagers kraftschlüssig mindestens mittelbar zwi schen zwei im wesentlichen axial gerichteten Spannflächen, wie Wellenbund und/oder Mutter gehalten ist.The invention relates to a device for fastening a rolling bearing on a shaft or the like., With the inside ring of the rolling bearing non-positively at least indirectly between two essentially axially directed clamping surfaces, how the collar and / or nut is held.

Eine derartige Vorrichtung ist aus NIEMANN "Maschinen elemente" Band 1, Springer Verlag 1963, Seite 218, bekannt.Such a device is from NIEMANN "machines elements "Volume 1, Springer Verlag 1963, page 218.

Allgemeiner Stand der Technik ist ebenfalls die Befesti gung eines Wälzlager-Innenringes durch Preßsitz, durch Auf schrumpfen oder dadurch, daß der den Innenring aufnehmende Zapfen konisch geformt ist. The general state of the art is also the fastening supply of a rolling bearing inner ring by press fit, by opening shrink or by the fact that the receiving the inner ring Cone is conical.

Bei der Befestigung eines Lagers mittels Preßsitz auf einer Welle treten häufig Materialfreßeffekte beim Auftreiben des Lagers auf. Des weiteren läßt sich diese Verbindung nur noch sehr schwer ohne Zerstörung des Lagers und z.B. der Welle lösen.When attaching a bearing using a press fit A wave often causes material seizure effects when floating of the camp. Furthermore, this connection can only still very heavy without destroying the bearing and e.g. the wave to solve.

Beim Aufschrumpfen muß der Innenring des Lagers induktiv erwärmt und/oder die aufnehmende Welle tiefgekühlt werden. Diese aufwendige Montagetechnik ist sehr kostspielig, und außerdem ist das Lösen einer solchen Verbindung ohne Zer störung ebenfalls nicht mehr möglich.When shrinking on, the inner ring of the bearing must be inductive heated and / or the receiving shaft can be frozen. This complex assembly technique is very expensive, and furthermore, the loosening of such a connection is without zer malfunction is also no longer possible.

Bei der letztgenannten Möglichkeit wird der Wälzlager- Innenring auf einen konisch geformten Zapfen so weit aufgescho ben bis der Festsitz garantiert ist. Diese Art der Befesti gung ermöglicht es nicht, die Position des Lagers in axialer Richtung exakt vorherzubestimmen. Hinzu kommt, daß der feste Sitz des Lagers durch einen ständigen axialen Druck während des Betriebs gewährleistet werden muß.In the latter option, the rolling bearing Inner ring pushed open so far on a conically shaped pin until the tight fit is guaranteed. This type of attachment supply does not allow the position of the bearing in axial Predetermine direction exactly. Add to that the fixed Seat of the bearing by constant axial pressure during operation must be guaranteed.

Alle diese zum Stand der Technik gehörenden Befestigungs arten haben den Nachteil, daß zur Erzielung einer einwand freien Funktion sehr große Anforderungen an die Präzision der einzelnen Teile gestellt werden. Dies führt dazu, daß die Fertigungskosten derartiger Befestigungssysteme sehr hoch sind.All of these attachments belonging to the prior art types have the disadvantage that to achieve a flawless free function very high demands on precision of the individual parts. This leads to the fact that Manufacturing costs of such fastening systems are very high.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Wälzlagers auf einer Welle od.dgl. zu schaffen, die einfach herzustellen ist und durch eine hohe Funktionssicherheit gekennzeichnet ist. The object of the invention is therefore a device for fastening a rolling bearing on a shaft or the like. to create that is easy to manufacture and through a high functional reliability is marked.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zwischen jeder Spannfläche und dem Innenring des Wälzlagers eine Ring scheibe mit zueinander divergierenden Stirnflächen angeord net ist und daß die beiden Ringscheiben derart umfangsver setzt orientiert sind, daß ihre Außenflächen plan an den Spannflächen anliegen, während die zum Innenring weisenden Schrägflächen parallel zueinander verlaufen.The invention solves this problem in that between a ring for each clamping surface and the inner ring of the rolling bearing disc with mutually diverging end faces arranged is net and that the two washers so circumferentially are oriented so that their outer surfaces are flush with the Clamping surfaces rest while the ones facing the inner ring Sloping surfaces run parallel to each other.

Nach der Erfindung wird also die Befestigung eines Wälz lagers auf einer Welle dadurch erzielt, daß der Innenring des Lagers bei axialer Krafteinwirkung durch zwei beidseitig mit ihren Schrägflächen anliegenden Ringscheiben aus der zur Wellenachse rechtwinkligen Position gekippt wird. Durch diese Kippung kommt es zu einer kraftschlüssigen Verklemmung des Innenringes auf der Welle.According to the invention, the attachment of a roller Bearing achieved on a shaft in that the inner ring of the bearing with axial force by two sides with their inclined ring washers from the is tilted to the shaft axis perpendicular position. By this tilt leads to a non-positive jamming of the inner ring on the shaft.

Diese Erkenntnis entsprechend der Erfindung ist insbeson dere, auch deshalb sehr überraschend, da NIEMANN (a.a.O.) in der Veröffentlichung, von der die Erfindung ausgeht, ausdrück lich davon spricht, daß der Innenring des Lagers nicht auf der Welle verklemmt werden darf.This finding is in particular in accordance with the invention This is also very surprising because NIEMANN (op. cit.) in the publication from which the invention is based Lich speaks of the fact that the inner ring of the bearing is not on the Shaft may be jammed.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also durch eine technisch äußerst einfache Maßnahme, nämlich durch die lediglich zwei Ringscheiben, die zueinander parallele Schräg flächen aufweisen und die bei axialem Druck den Innenring auf der Welle verkanten, eine wieder lösbare, kraftschlüssige Verbindung von Lager und Welle erreicht. Das Lösen der Ver bindung kann dabei so erfolgen, daß keine Beschädigungen an der Welle und/oder am Lager entstehen.In the device according to the invention is therefore by a technically extremely simple measure, namely by only two washers, the parallel oblique Have surfaces and the inner ring at axial pressure tilt the shaft, a releasable, non-positive Bearing and shaft connection reached. Solving the ver binding can be done so that no damage the shaft and / or on the bearing.

Aus der Publikation "Das Wälzlager im Fahrzeug", Publ.- Nr. 05100, 1966, S. 21, der FAG Kugelfischer Georg Schäfer & Co, Schweinfurt, ist es zwar bekannt, einen Lagerring gegen einen festen Bund mit Axialschlag abzustützen, jedoch heißt es hier in Zeile 2 ausdrücklich: "Wichtig ist, daß die axiale Anlagefläche senkrecht zur Lagerachse steht, damit der Ring nicht schräg verspannt wird". Diese Lehre kann somit den Anmeldungsgegenstand nicht nahelegen.From the publication "The rolling bearing in the vehicle", publ. 05100, 1966, p. 21, FAG puffer fisherman Georg Schäfer & Co, Schweinfurt, it is known to counter a bearing ring to support a fixed collar with an axial stroke, however, means it here in line 2 expressly: "It is important that the axial Contact surface is perpendicular to the bearing axis, so that the ring is not braced at an angle " Do not suggest subject of registration.

Aus DIN 6917 und 6918 sind ferner Vierkantscheiben mit Axialschlag bekannt, die jedoch einem anderen Zweck dienen.DIN 6917 and 6918 also include square washers Axial impact known, but serve a different purpose.

Die US-PS 19 09 230 sowie die AT-PS 68 711 sind lediglich mit Bezug zu einem Unteranspruchsmerkmal insoweit von Bedeu tung, als auch dort ein formschlüssiges Ineinandergreifen eines Wälzlager-Innenringes und einer Ringscheibe gezeigt ist. The US-PS 19 09 230 and the AT-PS 68 711 are only with reference to a sub-claim in this respect by Bedeu tion, as well as a positive interlock there a roller bearing inner ring and an annular disc is shown.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Vorrichtung beträgt der Winkel zwischen der Außen- und Schrägfläche einer Ringscheibe etwa eine Bogenminute. Aufgrund dieses sehr kleinen Winkels wird der zwischen den Schräg flächen einer Ringscheibe angeordnete Innenring des Wälzlagers nur so gekippt, daß er gerade eben einen ausreichenden Ver kantungsdruck auf die Welle od.dgl., ausübt. Der Winkel von einer Bogenminute zwischen der Außen- und der Schrägfläche einer Ringscheibe führt zu einer Verkippung des Innenrings um nur ca. drei Bogensekunden, so daß sich dieser Verkippungs betrag noch innerhalb des in der Praxis unvermeidbaren und unmeßbaren Winkelfehlers von drei bis sechs Bogenminuten bewegt.According to an advantageous embodiment of the Invention According to the device, the angle between the outside and Sloping surface of an annular disc about one minute of arc. Because of this very small angle becomes that between the slants surfaces of an annular disc arranged inner ring of the rolling bearing only tilted in such a way that it just has a sufficient ver edging pressure on the shaft or the like. The angle of one minute of arc between the outer and the inclined surface an annular disc leads to a tilting of the inner ring only about three arc seconds, so that this tilting amount is still within the inevitable and immeasurable angular error of three to six arc minutes emotional.

Zur Vereinfachung der Montage einer derartigen erfindungs gemäßen Vorrichtung kann die exakt umfangsversetzte Orientie rung der Ringscheiben zueinander durch Markierungen am Innen ring und/oder den Ringscheiben ermöglicht werden. Es kann sich dabei etwa um Farbmarkierungen handeln. Dadurch wird der ordnungsgemäße Einbau erheblich erleichtert.To simplify the assembly of such a fiction device according to the exact circumferentially offset Orientie the ring disks to each other by markings on the inside ring and / or the washers. It can are about color markers. This will make the proper installation considerably easier.

In diesem Zusammenhang ist ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag vorgesehen, bei dem die Markierungen durch ein formschlüssiges Ineinandergreifen von Innenring und Ring scheibe gekennzeichnet sind. Bei einer derartigen Anordnung weist der Innenring z.B. auf jeder Seite eine entsprechende, die Orientierung garantierende Einkerbung auf, in die jeweils ein an der Schrägfläche der Ringscheibe angeordneter Vorsprung eingreift. Es ist daher möglich, das Lager schon vor dem Aufschieben auf die Welle mit exakt orientierten Ringscheiben zu flankieren, so daß bei der späteren Einwirkung von axialem Druck, z.B. durch eine auf den Zapfen aufgeschraubte Mutter, sofort eine kraftschlüssige Verbindung erzielbar ist.In this context, another is according to the invention Proposal provided that the markings by a positive interlocking of inner ring and ring are marked. With such an arrangement the inner ring e.g. a corresponding one on each side, the orientation-guaranteeing notch on each a projection arranged on the inclined surface of the ring disk intervenes. It is therefore possible to stock up before Sliding onto the shaft with precisely oriented washers to flank, so that when later exposed to axial Pressure, e.g. by a nut screwed onto the pin, a non-positive connection can be achieved immediately.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:Further advantageous features of the invention The following description describes the subject matter the invention with reference to that shown in the drawings Embodiment. Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Befestigung eines Wälzlagers auf einer Welle in Explosionsdarstellung, Fig. 1 shows a device for mounting a rolling bearing on a shaft in an exploded view,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im zusammengebauten, nicht kraftschlüssig verbundenen Zustand und Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in the assembled, non-positively connected state and

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 im kraftschlüssig verbundenen Zustand. Fig. 3 shows the device of FIG. 1 in the non-positively connected state.

Eine Vorrichtung 10 zur Befestigung eines Wälzlagers 11, welches einen Innenring 25 und einen Außenring 26 auf weist, besteht entsprechend dem gewählten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einer Welle 12 mit einem Wellenbund 13 und einem endseitigen Gewindeabschnitt 14 sowie des weiteren aus zwei Ringscheiben 15a, 15b und einer Mutter 16.A device 10 for fastening a roller bearing 11 , which has an inner ring 25 and an outer ring 26 , consists, in accordance with the selected embodiment, essentially of a shaft 12 with a shaft collar 13 and an end threaded section 14 and also two ring disks 15 a, 15 b and a mother 16 .

Fig. 1 zeigt, in welcher Reihenfolge die einzelnen Teile auf der Welle 12 angeordnet werden. Die erste Ringscheibe 15a weist eine Außenfläche 17 und eine Schrägfläche 18 auf. Die Außenfläche 17, die einer Spannfläche 19 des Wellenbundes 13 gegenüberliegt, ist in einem Winkel von β=90° zur Wellenachse x angeordnet. Dagegen ist die Schrägfläche 18 der Ringscheibe 15a jedoch zur Außenfläche 17 nicht parallel, sondern um den Winkel α verschwenkt. In der Praxis beträgt der Winkel α nur ca. eine Bogenminute. Fig. 1 shows the individual parts are arranged on the shaft 12 in what order. The first washer 15 a has an outer surface 17 and an inclined surface 18 . The outer surface 17 , which lies opposite a clamping surface 19 of the shaft collar 13 , is arranged at an angle of β = 90 ° to the shaft axis x. In contrast, the inclined surface 18 of the annular disc 15 a is not parallel to the outer surface 17 , but pivoted by the angle α. In practice, the angle α is only about one minute of arc.

Der Schrägfläche 18 der ersten Ringscheibe 15a gegenüber liegend ist eine Seitenfläche 20 des Innenrings 25 angeordnet, wohingegen eine zweite Seitenfläche 21 des Innenrings 25 zur zweiten Ringscheibe 15b gerichtet ist. Diese zweite Ring scheibe 15b weist ebenfalls wie die erste Ringscheibe 15a eine zum Innenring 25 des Lagers 11 weisende Schrägfläche 22 sowie eine im Winkel β=90° zur Wellenachse x orientierte Außenfläche 23 auf.Opposed to the inclined surface 18 of the first annular disc 15 a is a side surface 20 of the inner ring 25 , whereas a second side surface 21 of the inner ring 25 is directed towards the second annular disc 15 b. This second washer 15 b also has, like the first washer 15 a, an inclined surface 22 facing the inner ring 25 of the bearing 11 and an outer surface 23 oriented at an angle β = 90 ° to the shaft axis x.

Die erste Ringscheibe 15a sowie die zweite identische Ringscheibe 15b sind um einen Umfangswinkel von 180° gegenein ander verdreht dargestellt, so daß die Schrägflächen 18, 22 parallel zueinander verlaufen. Der Außenfläche 23 der zweiten Ringscheibe 15b gegenüberliegend ist eine Spannfläche 24 der Mutter 16 angeordnet.The first washer 15 a and the second identical washer 15 b are shown rotated against each other by a circumferential angle of 180 °, so that the inclined surfaces 18 , 22 run parallel to one another. A clamping surface 24 of the nut 16 is arranged opposite the outer surface 23 of the second washer 15 b.

Den zusammengebauten, noch nicht kraftschlüssig verbun denen Zustand der Vorrichtung 10 zur Befestigung des Wälz lagers 11 auf der Welle 12 zeigt die Fig. 2. Hierbei ist das Wälzlager 11 mit den beiden gegensätzlich orientierten Ring scheiben 15a und 15b auf die Welle 12 aufgeschoben. Endseitig der Welle 12 ist die Mutter 16 einige Gewindegänge auf den Gewindeabschnitt 14 aufgeschraubt. In diesem Zustand ist das Wälzlager 11 noch in einen Winkel von β=90° zur Wellen achse x orientiert.The assembled, not yet non-positively verbun which state of the device 10 for fastening the rolling bearing 11 on the shaft 12 is shown in FIG. 2. Here, the rolling bearing 11 with the two oppositely oriented ring discs 15 a and 15 b is pushed onto the shaft 12 . At the end of the shaft 12 , the nut 16 is screwed onto the threaded section 14 a few threads. In this state, the roller bearing 11 is still oriented at an angle of β = 90 ° to the shaft axis x.

Fig. 3 zeigt nun den für die Funktion der Vorrichtung 10 wesentlichen Zustand. Durch weiteres Aufschrauben der Mutter 16 auf den Gewindezapfen 14 wird die eben beschriebene Anordnung, bestehend aus dem Wälzlager 11 sowie der ersten und der zweiten Ringscheibe 15a, 15b, zwischen der Spannfläche 24 der Mutter 16 und der Spannfläche 19 des Wellenbunds 13 zusammengepreßt. Aufgrund dieses axialen Druckes, der mittels der Schrägflächen 18, 22 der Ringscheiben 15a und 15b auf den Innenring 25 des Wälzlagers 11 übertragen wird, wird der Innenring 25 des Wälzlagers 11 um den Winkel α gekippt und kraftschlüssig auf der Welle verspannt. Diese Kippung um den Winkel α ist eine Folge der sich gegenüberliegenden, zueinan der parallel verlaufenden Schrägflächen 18, 22 der Ringschei ben 15a und 15b. Fig. 3 shows the 10 essential condition for the function of the device. By further screwing the nut 16 onto the threaded pin 14 , the arrangement just described, consisting of the roller bearing 11 and the first and second ring washers 15 a, 15 b, is pressed between the clamping surface 24 of the nut 16 and the clamping surface 19 of the shaft collar 13 . Due to this axial pressure, which is transmitted by means of the inclined surfaces 18 , 22 of the annular discs 15 a and 15 b to the inner ring 25 of the roller bearing 11 , the inner ring 25 of the roller bearing 11 is tilted by the angle α and clamped non-positively on the shaft. This tilt by the angle α is a result of the opposite, zueinan of the parallel sloping surfaces 18 , 22 of the ring washer ben 15 a and 15 b.

Diese Beschreibung zeigt, wie einfach die Vorrichtung 10 durch Betätigung der Mutter 16 befestigt wie auch gelöst werden kann. Hinzu kommt, daß bei der Befestigung sowie auch beim Lösen keine Beschädigungen an der Welle 12, an den Ringschei ben 15a, 15b sowie am Wälzlager 11 auftreten können.This description shows how easily the device 10 can be attached and detached by actuating the nut 16 . In addition, no damage to the shaft 12 , to the ring washer ben 15 a, 15 b and to the roller bearing 11 can occur during attachment and also when loosening.

Claims

1. A device for fastening a rolling bearing on a shaft or the like., The inner ring of the rolling bearing is held non-positively at least indirectly between two substantially axially directed clamping surfaces, such as shaft collar and / or nut, characterized in that between each clamping surface ( 19 , 24 ) and the inner ring ( 25 ) of the roller bearing ( 11 ) an annular disc ( 15 a, 15 b) with mutually divergent end faces ( 17 , 18 ; 22 , 23 ) is arranged and that the two annular discs ( 15 a, 15 b) are oriented in such a way that their outer surfaces ( 17 , 23 ) lie flat against the clamping surfaces ( 19 , 24 ), while the inclined surfaces ( 18 , 22 ) facing the inner ring ( 25 ) run parallel to one another.

2. Device according to claim 1, characterized in that the angle (α) between the end faces ( 17 , 18 ; 22 , 23 ) of an annular disc ( 15 a, 15 b) is approximately one minute of arc.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the exactly circumferentially offset orientation of the washers ( 15 a, 15 b) to each other is made possible by markings on the inner ring ( 25 ) and / or the washers ( 25 ).

4. The device according to claim 1, characterized by markings which bring about a positive interlocking of the inner ring ( 25 ) and ring disks ( 15 a, 15 b).