DE4222176A1

DE4222176A1 - Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock

Info

Publication number: DE4222176A1
Application number: DE19924222176
Authority: DE
Inventors: Detlef Goergens; Ulrich Dipl Ing Heide
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1994-01-13

Description

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Flansch- oder Stehlager bock, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Welle.

Wellenböcke ermöglichen eine Abstützung und Einspannung der Enden von freitragenden Wellen. Derartige Böcke werden je nach Befestigung zwischen zwei Wänden oder auf dem Boden als Flanschlager- oder Steh lagerböcke bezeichnet. So sind beispielsweise Stehlagerböcke bekannt, die im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und vier Gehäusewände besitzen, wovon zwei aneinander gegenüberliegende Wände je eine die Welle tragende Ausnehmung aufweisen und die Achse der Welle im wesentlichen rechtwinklig zu diesen beiden Gehäusewänden verläuft.

Der Nachteil derartiger Böcke besteht darin, daß sie nicht einstellbar sind, das heißt, wenn die Auflagefläche des Bockes nicht eben und/oder nicht in der Fluchtebene der Welle liegt, wird die Welle bereits im unbelasteten Zustand verspannt. Auch für Flanschlagerböcke treffen diese Nachteile zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einstellbaren Flansch- oder Stehlagerbock zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausnehmung eines Gehäuses eine konkav gekrümmte Innenfläche aufweist, in der ein mit einer zylindrischen Bohrung zur Aufnahme der Welle versehener Ring mit konvex gekrümmter Außenmantelfläche beweglich angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.

So soll nach Anspruch 2 der sphärische Ring an seiner dem Gehäuse abgewandten Seite in einen exzentrischen Kegel übergehen und nach Anspruch 3 soll die Welle mit Helfe eines Exzenterspannringes über den sphärischen Ring mit dem Gehäuse fest verspannt sein. Dies ermöglicht eine schnelle und problemlose Montage bzw. Demontage der Welle zwi schen zwei Böcken, ohne die Welle zu beschädigen.

Nach Anspruch 4 kann der Exzenterspannring eine radiale Bohrung mit Gewinde aufweisen, um durch eine Stiftschraube eine zusätzliche Siche rung gegen das Lösen des Exzenterspannringes anzubringen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 5 sind die Aus nehmung des Gehäuses und die Außenmantelfläche des sphärischen Ringes hinsichtlich ihrer Abmessungen aufeinander abgestimmt, so daß durch Einhaltung enger Toleranzen eine besonders exakte Einspannung und Abstützung von Wellen ermöglicht wird.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Bockes ist nun folgende. Der sphärische Ring weist eine konvex gekrümmte Außenmantelfläche auf, die in der konkav gekrümmten Innenfläche der Ausnehmung des Gehäuses gleitend anliegt, so daß der Bock begrenzt beweglich ist und sich zur Aufnahme von Fehlfluchtungen der Welle bezüglich der Befestigungs flächen selbst ausrichten kann. Durch die formschlüssige Anpassung von sphärischem Ring und Ausnehmung im Gehäuse können Fluchtungsfehler der Welle im Bereich von etwa 3 Grad an beiden Befestigungsstellen ausge glichen werden. Nach dem Einstellvorgang wird durch das Anziehen des Exzenterspannringes die Welle fest mit dem sphärischen Ring verbunden, so daß weder die Welle noch der sphärische Ring ihre eingenommene Lage verändern können.

Der Vorteil derartiger einstellbarer Böcke besteht vor allem darin, daß diese auf unbearbeiteten Flächen montiert werden können. So kann beispielsweise durch deren Selbsteinstellung eine Welle in zwei Flanschböcken eingespannt werden, wenn deren beide Befestigungsflächen nicht parallel zueinander stehen. Das gleiche gilt für Stehlagerböcke, deren Unterbau eine Unebeneinheit bis zu 3 Grad aufweisen kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Flansch- oder Stehlagerböcke läßt sich der Aufwand bei der Montage von Wellen wesentlich verringern, da nicht parallele Befestigungsflächen und Unebenheiten im Unterbau bis zu gewissen Grenzen ausgeglichen werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 soll in der Bohrung des sphärischen Ringes eine Gleitlagerbuchse zur Aufnahme einer rotierenden Welle angeordnet sein. Ein derartiges Loslager kann dann zwar Einbautoleranzen oder Wärmedehnungen ausgleichen, aber keine axialen Kräfte übertragen.

Auch ist es nach den Ansprüchen 7 und 8 möglich, den einstellbaren Flansch- oder Stehlagerbock so auszubilden, daß die Gleitlagerstelle in beiden Richtungen axiale Kräfte aufnehmen kann, das heißt als Festlager ausgebildet ist. Dazu ist der sphärische Ring an seinen Stirnseiten über einen Stellring mit einem Gleitlagerring verbunden. Alternativ dazu kann dazu in der Bohrung des sphärischen Ringes auch eine Bundbuchse angeordnet sein.

Nach Anspruch 9 soll der Stellring zur Fixierung auf der Welle mit einer Bohrung mit Innengewinde versehen sein, in die eine Stiftschrau be eingeschraubt ist.

Wie bereits beschrieben, können durch die formschlüssige Anpassung von sphärischem Ring und Ausnehmung im Gehäuse Fluchtungsfehler der Welle ausgeglichen werden. Dadurch werden die durch Fehlfluchtungen der Welle bedingten hohen Kantenlasten im axialen und/oder radialen Teil der Gleitlagerstelle vermieden, so daß sich deren Gebrauchsdauer wesentlich erhöht.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen einstellbaren Flanschla gerbock für eine drehfest eingespannte Welle und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen einstellbaren Flanschla gerbock mit einem Gleitlager zur Aufnahme einer rotie renden Welle.

Das in der Fig. 1 dargestellte Gehäuse 1 besitzt einen auf einer Befestigungswand 8 anbringbaren Flansch 13, der in radialer Richtung an der oberen und unteren Seite Befestigungsbohrungen 9 aufweist. Durch diese Befestigungsbohrungen 9 können nicht dargestellte Befesti gungsschrauben hindurchgeführt werden, die zur Befestigung des Gehäu ses 1 an der Befestigungswand 8 dienen.

Der sich in axialer Richtung fortsetzende Teil des Flansches 13 des Gehäuses 1 ist mit einer Ausnehmung 2 versehen, die eine konkav ge krümmte Innenfläche aufweist. In dieser derart sphärisch gestalteten Ausnehmung 2 wird ein massiver Ring 5 beweglich geführt, der eine Außenmantelfläche aufweist, welche der Form der Ausnehmung 2 angepaßt ist. Im vorliegenden Fall weist der Ring 5 eine konvex gekrümmte Außenmantelfläche auf, die zum Ausgleich von Fehlausrichtungen einer Welle 4 mit der sphärischen Innenfläche der Ausnehmung 2 zusammen wirkt, das heißt in gewissen Grenzen Schwenkbewegungen zum Gehäuse 1 ausführen kann.

Der Ring 5 ist mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung 3 ver sehen, die zur Aufnahme der Welle 4 dient. Dieser sphärisch gestaltete Ring 5 ist an seiner dem Gehäuse 1 abgewandten Seite mit einem exzen trischen Kegel 6 versehen. Die Welle 4 wird mit Hilfe eines Exzenter spannringes 7 über den sphärischen Ring 5 fest mit dem an der Befesti gungswand 8 befestigten Gehäuse 1 verspannt. Nach dem Einstell- und Befestigungsvorgang mittels Exzenterspannring 7 ist der sphärische Ring 5 nicht mehr beweglich.

Zur zusätzlichen Sicherung des Exzenterspannringes 7 ist dieser mit einer durchgehenden radialen Bohrung 11 versehen, die ein Innengewinde 12 zur Verschraubung eines nicht dargestellten Gewindestiftes auf weist.

Wie aus der Fig. 1 weiter ersichtlich, wird bei einer von der Wellen achse 10 abweichenden Fehlausrichtung der Welle 4, bedingt durch die nicht parallel zueinander stehenden Befestigungsflächen 8, der sphäri sche Ring 5 eine Schwenkbewegung zum Gehäuse 1 ausführen und somit für eine Ausrichtung der Welle 4 entsprechend der Wellenachse 10 trotz nicht parallel zueinander stehender Befestigungswände 8 sorgen.

Während die obere Hälfte von Fig. 2 das Gleitlager in Form eines Festlagers zeigt, ist in der unteren Hälfte das Gleitlager als Los lager dargestellt. Ebenso wie bereits in Fig. 1 beschrieben, besitzt das Gehäuse 1 einen auf einer Befestigungswand 8 anbringbaren Flansch 13, der in radialer Richtung an seiner oberen und unteren Seite Befe stigungsbohrungen 9 aufweist, in die nicht dargestellte Befestigungs schrauben zur Befestigung des Gehäuses 1 an der Befestigungswand 8 eingesteckt werden.

Der sich in axialer Richtung fortsetzende Teil des Flansches 13 ist wiederum mit einer Ausnehmung 2 versehen, die eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweist. In dieser sphärischen Ausnehmung 2 ist beweglich ein massiver Ring 5 geführt, der eine konvex gekrümmte Außenmantel fläche aufweist, die der Form der Ausnehmung 2 angepaßt ist, so daß der sphärische Ring 5 Schwenkbewegungen zum Gehäuse 1 ausführen kann.

Der sphärische Ring 5 geht an seinen Stirnseiten in einen Ringfortsatz 18 über und ist in seiner Mitte mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung 3 versehen, die für die Aufnahme einer Gleitlagerbuchse 14 ausgelegt ist. Die Gleitlagerbuchse 14 besteht aus einem zylindrischen Trägerkörper auf dessen Innenseite das Gleitlagermaterial angebracht ist.

An beiden Stirnseiten des sphärischen Ringes 5 sind bis über dessen Ringfortsatz 18 reichende Stellringe 16 angeordnet. Diese Stellringe 16 weisen eine Innenbohrung 11 mit Innengewinde 12 auf und werden über Stiftschrauben 19 fest mit der Welle 4 verbunden, das heißt, sie drehen sich mit der Welle 4.

Zur axialen Fixierung der Stellringe 16 ist die Welle 4 mit ringförmi gen Nuten 20 versehen, in welche die Stiftschrauben 19 eingreifen. An der Innenseite der Stellringe 16 sind Ringdichtungen 17 angebracht, deren Dichtlippen auf dem Ringfortsatz 18 des sphärischen Ringes 5 anliegen. Die so entstehende Gleitdichtung dichtet die Gleitlager stelle nach außen ab.

Bei der Ausführung der Gleitlagerstelle als Festlager, wie in der oberen Bildhälfte dargestellt, sind zwischen den Stirnseiten des sphä rischen Ringes 5 und den Innenseiten des Stellringes 16 Gleitlagerrin ge 15 angeordnet, die ein Aufnehmen von axialen Kräften in beiden Richtungen erlauben. Ebenso wie die Gleitlagerbuchse 14 besteht der Gleitlagerring 15 aus einem kreisringförmigen Trägerkörper auf dem das Gleitlagermaterial befestigt ist.

Die Einstellung des sphärischen Ringes 5 im Gehäuse 1 erfolgt bei der Montage der Lagerstelle. Durch Schwenkbewegung des sphärischen Ringes 5 im Gehäuse 1 werden Fehlfluchtungen der Welle, die durch nicht parallel zueinanderstehende Befestigungswände 8 oder durch Kraftein wirkungen auf die Welle 4 hervorgerufen werden, ausgeglichen. Damit fluchtet die Welle 4 zum Gleitlager und die hohen Kantenlasten im radialen und/oder axialen Teil der Gleitlagerstelle werden aufgehoben.

Der Schutzumfang der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die be anspruchten Merkmale der Ansprüche, sondern auch auf Kombinationen einzelner Anspruchsmerkmale mit Merkmalen der Ausgestaltungsbeispiele.

Bezugszahlenliste

1 Gehäuse
2 Ausnehmung
3, 9, 11 Bohrung
4 Welle
5 sphärischer Ring
6 exzentrischer Kegel
7 Exzenterspannring
8 Befestigungswand
10 Wellenachse
12 Gewinde
13 Flansch
14 Gleitlagerbuchse
15 Gleitlagerring
16 Stellring
17 Dichtung
18 Ringfortsatz
19 Stiftschrauben
20 Nut

Claims

1. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock, bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einer Ausnehmung (2) zur Aufnahme einer Welle (4), da durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (2) des Gehäuses (1) ein konkav gekrümmte Innenfläche aufweist, in der ein mit einer zylin drischen Bohrung (3) zur Aufnahme der Welle (4) versehender Ring (5) mit konvex gekrümmter Außenmantelfläche beweglich angeordnet ist.

2. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) an seiner dem Gehäuse (1) abgewandten Seite in einen exzentrischen Kegel (6) übergeht.

3. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) mit Hilfe eines Exzenterspannringes (7) über den Ring (5) mit dem Gehäuse (1) fest verspannt ist.

4. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterspannring (7) eine radiale Bohrung (11) mit Innengewinde (12) aufweist.

5. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (2) des Gehäuses (1) und die Außen mantelfläche des Ringes (5) in ihren Abmessungen aufeinander abge stimmt sind.

6. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (3) des sphärischen Ringes (5) eine Gleitlagerbuchse (14) zur Aufnahme der Welle (4) angeordnet ist.

7. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten des sphärischen Ringes (5) ein Gleitlagerring (15) angeordnet ist.

8. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitlagerring (15) mit der Stirnseite des sphärischen Ringes (5) über einen Stellring (16) verbunden ist.

9. Einstellbarer Flansch- oder Stehlagerbock nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (16) eine radiale Bohrung (11) mit einem Innengewinde (12) aufweist.