DE4225782A1 - Rolling bearing with shaft locking device - comprises inner ring extension with conical seat at end with locking ring and annular friction ring - Google Patents

Rolling bearing with shaft locking device - comprises inner ring extension with conical seat at end with locking ring and annular friction ring

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Abstract

Rolling bearing with inner ring axially extended on at least one side and with threaded locking ring and friction element compressible between shaft and inner ring. The inner ring extension is provided with a conical bore at the end, which forms a tapered annular gap with the shaft surface for insertion of a friction element. The friction element is an annular ring of elastically deformable friction material, or a ring of trapezoidal section or a carrier ring with a number of rough-surfaced balls. USE/ADVANTAGE - The claimed invention provides an improved means of locking the inner ring of a rolling bearing to a shaft easily and without bearing deformation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wälzlager mit zwei relativ zu­ einander drehbaren Lagerringen, von denen wenigstens einer mindestens einseitig mit einem Endstück in Form einer axialen Verlängerung versehen ist, mittels derer er an einem Tragteil festlegbar ist.The invention relates to rolling bearings with two relative to mutually rotatable bearing rings, at least one of which at least on one side with an end piece in the form of an axial Extension is provided, by means of which he on a support part is definable.

Die Festlegung des einen Lagerrings, bei dem es sich bei den meisten Anwendungen um den Innenring handelt, an einem Trag­ teil, z. B. einer Welle, kann in bekannter Weise auf zwei un­ terschiedliche Arten ausgeführt werden.The determination of the one bearing ring, which is the most applications is the inner ring on a support part, e.g. B. a shaft, can in a known manner on two un different types are carried out.

Eine erste Verbindungsart besteht darin, in Endstücke auf beiden Seiten eines Lagerrings eine Vielzahl von radialen Durchgangsbohrungen einzuarbeiten. Jede Bohrung besitzt ein Gewinde, und in jeder Bohrung sitzt ein Gewindestift, der ge­ gen das Tragteil festgezogen wird und einen Druck darauf aus­ übt. Die Reibungskräfte, die durch das Festziehen der Gewin­ destifte erzeugt werden, verbinden den Lagerring sowohl axial als auch in Umfangsrichtung mit dem Tragteil.A first type of connection is based on end pieces both sides of a bearing ring a variety of radial To incorporate through holes. Each hole has one Thread, and in each hole there is a grub screw, the ge the supporting part is tightened and exerts pressure on it practices. The frictional forces caused by tightening the win pins are generated, connect the bearing ring both axially as well as in the circumferential direction with the supporting part.

Eine zweite Verbindungsart besteht darin, eine Nutmutter zu verwenden, die auf ein Endstück des Lagerrings aufgeschraubt werden kann und so ausgebildet ist, daß sie mindestens auf einen Abschnitt des Endstücks einen radialen Druck ausübt, der diesen Abschnitt gegen das Tragteil preßt. Zu diesem Zweck weist die Nutmutter einen konischen Abschnitt auf, der mit einem entsprechenden konischen Abschnitt des Endstücks zusammenwirkt, um beim Festziehen der Nutmutter einen radia­ len Andruck und somit ausreichend große Reibungskräfte zu er­ zeugen, welche jede Bewegung zwischen dem Lagerring und dem Tragteil verhindern. A second type of connection is to lock a locknut use that screwed onto an end piece of the bearing ring can be and is designed so that it is at least exerts a radial pressure on a portion of the end piece, who presses this section against the supporting part. To this For this purpose, the locknut has a conical section which with a corresponding conical section of the end piece interacts to create a radia when tightening the locknut len pressure and thus sufficiently large frictional forces testify to every movement between the bearing ring and the Prevent supporting part.  

Alternativ zu der letztgenannten Ausführung kann auch zwi­ schen dem Endstück des Lagerrings und der Nutmutter, die in diesem Fall von herkömmlicher Art ist, ein Ring angeordnet sein, der von der Nutmutter relativ zum Lagerring verschoben werden kann, und so ausgebildet ist, daß ein bestimmter Ra­ dialdruck auf den Lagerring ausgeübt wird.As an alternative to the last-mentioned embodiment, between between the end piece of the bearing ring and the locknut, which in in this case is of a conventional type, a ring is arranged be moved by the locknut relative to the bearing ring can be, and is designed so that a certain Ra dial pressure is exerted on the bearing ring.

Die vorstehend beschriebenen Konstruktionen zur Festlegung von Wälzlagerringen an einem Tragteil sind zwar weit verbrei­ tet, weisen aber einige Nachteile auf. So bringt z. B. die Verwendung von Gewindestiften als Verbindungselemente bei deren Festziehen das Auftreten von relativ hohen konzentrier­ ten Drücken und folglich nicht unerheblichen lokalen Verfor­ mungen des Tragteils und des Lagerrings mit sich. Ein zu starkes Festziehen führt außerdem zur Verformung der Laufbahn der Wälzkörper, wodurch die Funktionstüchtigkeit und Zuver­ lässigkeit des Lagers beeinträchtigt werden.The constructions described above for fixing of bearing rings on a supporting part are widely used tet, but have some disadvantages. So brings z. B. the Use of grub screws as connecting elements their tightening the appearance of relatively high concentration pressure and consequently not inconsiderable local deformation the supporting part and the bearing ring. One too strong tightening also leads to deformation of the raceway the rolling elements, which ensures the functionality and reliability negligence of the bearing.

Bei der vorstehend genannten zweiten Art der Festlegung eines Wälzlagerrings tritt zwar einerseits das Problem der punkt­ förmig konzentrierten Kräfte und Verformungen nicht auf, in­ dem ein gleichmäßig über den Umfang verteilter radialer Druck ausgeübt wird, andererseits muß jedoch auch hier der Nachteil der Verformung der Endstücke des Lagerrings und folglich auch eine geometrische Veränderung der Laufbahn der Wälzkörper in Kauf genommen werden. Außerdem weist diese Verbindungsart den Nachteil auf, daß verhältnismäßig komplizierte Einzelteile erforderlich sind, deren Kosten schon an sich sehr hoch sind, die aber durch die Tatsache, daß die Einzelteile, insbesonde­ re der Lagerring, speziell bearbeitet werden müssen, noch weiter erhöht werden.In the above second way of specifying a On the one hand, rolling bearing rings encounter the problem of point formally concentrated forces and deformations not on, in which is a radial pressure evenly distributed over the circumference is exercised, but on the other hand, there must also be the disadvantage the deformation of the end pieces of the bearing ring and consequently also a geometric change in the raceway of the rolling elements in Purchase. In addition, this type of connection has the Disadvantage that relatively complicated items are necessary, the costs of which are very high in themselves, but that by the fact that the individual parts, in particular re the bearing ring, must be specially processed, still be further increased.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein an einem Tragteil festlegbares Wälzlager zu schaffen, welches nicht mit den genannten Nachteilen behaftet ist, also insbesondere die Verformung des Lagers bei der Montage weitgehend vermie­ den wird, und daß sich gleichzeitig einfach und wirtschaft­ lich herstellen und montieren läßt.The invention is therefore based on the object of one Carrier part to create definable rolling bearing, which is not suffers from the disadvantages mentioned, in particular  largely avoid the deformation of the bearing during assembly that will, and that at the same time simple and economical Lich manufactured and assembled.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Endstück mit einem Druckglied in Eingriff steht, durch welches ein Reibungselement zwischen den festlegbaren Lager­ ring und das Tragteil eindrückbar ist.The above object is achieved in that the end piece engages with a pressure member, by which is a friction element between the definable bearings ring and the supporting part can be pressed in.

In einer für die Praxis wichtigen Ausführungsform ist der in­ nere Laufring des Wälzlagers beidseitig mit Endstücken verse­ hen, auf welche jeweils eine Mutter mit einem Innenflansch aufschraubbar ist, durch den ein Reibelement axial in einen sich von außen nach innen konisch verjüngenden, ringförmigen Hohlraum zwischen dem Endstück und dem Tragteil eindrückbar ist.In an embodiment which is important in practice, the in nere race of the rolling bearing with end pieces on both sides hen, on each of which a nut with an inner flange can be screwed through which a friction element axially into one tapering from the outside inwards, ring-shaped Cavity between the end piece and the support part can be pressed is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Wälzlager mit einem auf einer Welle festlegbaren inneren Lagerring; Fig. 1 shows a longitudinal section through a rolling bearing having a definable on a shaft inner bearing ring;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ein­ zelteils des Wälzlagers nach Fig. 1; Fig. 2 is a perspective view of an individual part of the rolling bearing according to Fig. 1;

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 durch eine abgewandelte Ausfüh­ rungsform des Wälzlagers. Fig. 3 shows an axial longitudinal section corresponding to FIG. 1 by a modified Ausfüh approximate shape of the rolling bearing.

In Fig. 1 und 3 ist mit 1 ein Wälzlager bezeichnet, welches zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Teilen 3 und 5, z. B. einem Gehäuse und einer Welle, angeordnet ist. Im Bei­ spielsfall sitzt der Außenring 2 des Wälzlagers 1 drehfest in dem Teil 3 verbunden, während der Innenring 4 des Wälzlagers 1 auf dem Drehteil 5 festgelegt ist. Zwischen dem Außenring und dem Innenring 4 ist in bekannter Weise eine Reihe Kugeln 6 eingesetzt. Der Innenring 4 weist auf axial gegenüberlie­ genden Seiten Endstücke 8 auf, die jeweils über den mit 9 be­ zeichneten Rand des Außenrings 2 hinausragen.In Figs. 1 and 3, 1 denotes a roller bearing, which is between two relatively rotating parts 3 and 5, for example. B. a housing and a shaft is arranged. In the case of play, the outer ring 2 of the rolling bearing 1 is connected in a rotationally fixed manner in the part 3 , while the inner ring 4 of the rolling bearing 1 is fixed on the rotating part 5 . A row of balls 6 is inserted between the outer ring and the inner ring 4 in a known manner. The inner ring 4 has axially on opposite sides end pieces 8 , each of which protrude beyond the edge 9 of the outer ring 2 marked 9 .

Jedes Endstück 8 ist mit einem Außengewinde versehen und hat radial innen eine der Umfangsfläche des Drehteils 5 gegen­ überliegende, sich axial nach außen im Durchmesser erwei­ ternde konische Fläche 10. Sie begrenzt zusammen mit der zy­ lindrischen Fläche des Drehteils 5 einen ringförmigen Hohl­ raum 12.Each end piece 8 is provided with an external thread and has a radially inner one of the circumferential surface of the rotating part 5 opposite, conical surface 10 extending axially outwards in diameter. Together with the cylindrical surface of the rotating part 5, it limits an annular hollow space 12 .

Bei beiden Ausführungen nach Fig. 1 und 3 ist der Innenring 4 des Lagers 1 durch Spannvorrichtungen 13 auf dem Drehteil 5 festgelegt. Zu jeder Spannvorrichtung gehören bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1 drei teilweise im Hohlraum 12 mit gleichmäßigem Winkelabstand sitzende Kugeln 14 und eine Nut­ mutter 15, welche jeweils auf ein Außengewinde auf jedem der Endstücke 8 aufschraubbar ist und mit der die Kugeln 14 in den Hohlraum 12 hineingedrückt werden können.In both embodiments according to FIGS. 1 and 3, the inner ring 4 of the bearing 1 is fixed on the rotating part 5 by clamping devices 13 . To each clamping device include in the exemplary embodiment according to FIG. 1 three balls 14 partially seated in the cavity 12 with a uniform angular spacing and a groove nut 15 , which can be screwed onto an external thread on each of the end pieces 8 and with which the balls 14 into the cavity 12 can be pressed.

Die Kugeln sind zur Erleichterung der Montage mit einem Trag­ ring 16 (siehe Fig. 2) verbunden, der nach dem Einbau zwi­ schen dem Innenring 4 und der zugeordneten Nutmutter 15 sitzt. Zur Erhöhung der Reibung haben die Kugeln 14 eine rauhe Oberfläche.The balls are connected to a mounting ring 16 (see FIG. 2) to facilitate assembly, which sits between the inner ring's 4 and the associated lock nut 15 . To increase the friction, the balls 14 have a rough surface.

Die auf jeweils ein Endstück 8 aufschraubbaren Nutmuttern 15 sind auf ihrer axial äußeren Seite mit einem Innenflansch 18 versehen, der sich radial zum Drehteil 5 hin erstreckt und mit Bezug auf die Kugeln 14 dem Innenring 4 gegenüberliegt. The nut nuts 15 which can be screwed onto an end piece 8 are provided on their axially outer side with an inner flange 18 which extends radially towards the rotating part 5 and is opposite the inner ring 4 with respect to the balls 14 .

Nach der in Fig. 3 dargestellten Variante sind die im Hohl­ raum 12 sitzenden Kugeln durch einen ringförmigen Körper 19 aus elastisch verformbarem Reibwerkstoff ersetzt, der im axialen Halbquerschnitt trapezförmig ist und teilweise aus dem Hohlraum 12 axial herausragt.According to the embodiment shown in Fig. 3 variant, the space in the hollow 12 seated balls are replaced by an annular body 19 of elastically deformable friction material, which is trapezoidal in axial half cross-section and partially protruding from the cavity 12 axially.

Zur Festlegung des Innenrings 4 auf dem Drehteil 5 können die Kugeln 14 oder die ringförmigen Körper 19 durch Festziehen der Nutmuttern 15 auf dem jeweils zugeordneten Endstück 8 axial in den sich konisch verengenden ringförmigen Hohlraum 12 hinein verschoben werden und erzeugen somit einen radialen Druck zwischen dem jeweiligen Endstück 8 des Innenrings 4 und dem Drehteil 5, d. h. dem Tragteil. Die Folge des radialen Drucks ist eine Reibungskraft, die den Innenring 4 sowohl axial als auch in Umfangsrichtung relativ zum Tragteil 5 festhalten kann.To fix the inner ring 4 on the rotating part 5 , the balls 14 or the annular bodies 19 can be axially displaced into the conically narrowing annular cavity 12 by tightening the locknuts 15 on the respectively associated end piece 8 and thus generate a radial pressure between the respective ones End piece 8 of the inner ring 4 and the rotating part 5 , ie the supporting part. The consequence of the radial pressure is a frictional force that can hold the inner ring 4 relative to the supporting part 5 both axially and in the circumferential direction.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Spann­ vorrichtung 13 den Vorteil aufweist, baulich sehr einfach und zuverlässig zu sein, ohne daß eine spezielle Bearbeitung der Komponenten des Systems erforderlich wäre. Außerdem wird deutlich, daß sich auch bei einem zu starken Festziehen der Nutmuttern 15 die eventuellen Verformungen auf die Endstücke 8 beschränken lassen, so daß die Laufbahn der Kugeln 6 unbe­ einflußt bleibt und weder die Funktionstüchtigkeit noch die Zuverlässigkeit des Lagers 1 beeinträchtigt werden.From the above description it follows that the clamping device 13 has the advantage of being structurally very simple and reliable, without requiring special processing of the components of the system. It is also clear that even if the locknuts 15 are tightened too much, the possible deformations can be restricted to the end pieces 8 , so that the track of the balls 6 remains unaffected and neither the functionality nor the reliability of the bearing 1 are impaired.

Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen, kann die Anzahl der Kugeln 14 in den ringförmigen Hohlräumen 12 oder die geometrische Form des elastisch verformbaren, ring­ förmigen Körpers 19 verändert werden. Außerdem können die Nutmuttern 15 und damit die Spannvorrichtung 13 insgesamt geometrisch so abgewandelt werden, daß sich in entsprechender Weise der Außenring 2 des Wälzlagers an dem ihn tragenden Teil 3 festlegen läßt. Im Einzelfall kann auch eine einzige Spannvorrichtung auf der einen Seite eines der Lagerringe ge­ nügen, nämlich z. B. dann, wenn dieser auf der gegenüberlie­ genden Seite an einem Absatz oder Bund anliegt und die durch die Spannvorrichtung erzeugte Reibung ausreicht, um das auf­ tretende Drehmoment übertragen zu können.Deviating from the described exemplary embodiments, the number of balls 14 in the annular cavities 12 or the geometric shape of the elastically deformable, annular body 19 can be changed. In addition, the locknuts 15 and thus the clamping device 13 as a whole can be modified geometrically so that the outer ring 2 of the rolling bearing can be fixed in a corresponding manner on the part 3 carrying it. In individual cases, a single clamping device on one side of one of the bearing rings can suffice, namely z. B. if this is on the opposite side of a shoulder or collar and the friction generated by the clamping device is sufficient to be able to transmit the torque to occur.

Claims (7)

1. Walzlager mit zwei relativ zueinander drehbaren Lagerrin­ gen, von denen wenigstens einer mindestens einseitig mit einem Endstück in Form einer axialen Verlängerung verse­ hen ist, mittels derer er an einem Tragteil festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (8) mit ei­ nem Druckglied (15) in Eingriff steht, durch welches ein Reibungselement (14, 19) zwischen den festlegbaren Lager­ ring (4) und das Tragteil (5) eindrückbar ist.1. Rolling bearing with two relatively rotatable bearing rings gene, at least one of which is at least one end verse with an end piece in the form of an axial extension, by means of which it can be fixed on a support part, characterized in that the end piece ( 8 ) with egg nem Pressure member ( 15 ) is engaged, through which a friction element ( 14 , 19 ) between the definable bearing ring ( 4 ) and the support member ( 5 ) can be pressed. 2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (8) mit einer konischen Fläche (10) versehen ist, welche zusammen mit einer radial gegenüberliegenden Fläche des Tragteils (5) einen sich axial nach außen er­ weiternden ringförmigen Hohlraum (12) begrenzt, der das Reibungselement (14, 19) wenigstens teilweise aufnimmt.2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the end piece ( 8 ) is provided with a conical surface ( 10 ) which together with a radially opposite surface of the support part ( 5 ) an axially outwardly widening annular cavity ( 12 ) limited, which at least partially receives the friction element ( 14 , 19 ). 3. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Reibungselement ein ringförmiger Körper (19) aus elastisch verformbarem Reibwerkstoff ist.3. Rolling bearing according to one of claims 1 or 2, characterized in that the friction element is an annular body ( 19 ) made of elastically deformable friction material. 4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Körper (19) im axialen Halbquerschnitt im wesentlichen trapezförmig ist und teilweise über den ent­ sprechenden ringförmigen Hohlraum (12) hinausragt.4. Rolling bearing according to claim 3, characterized in that the annular body ( 19 ) is substantially trapezoidal in the axial half cross-section and partially protrudes beyond the corresponding annular cavity ( 12 ). 5. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement durch eine Vielzahl von kugelför­ migen Körpern (14) gebildet ist, wobei in dem ringförmi­ gen Hohlraum (12) mindestens drei dieser kugelförmigen Körper (14) mit gleichmäßigem Umfangsabstand sitzen. 5. Rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the friction element is formed by a plurality of kugelför shaped bodies ( 14 ), wherein in the annular cavity ( 12 ) at least three of these spherical bodies ( 14 ) sit with a uniform circumferential distance. 6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Körper (14) eine rauhe Oberfläche be­ sitzen und mit einem Tragring (16) verbunden sind, der zwischen dem festlegbaren Lagerring (4) und dem Druck­ glied (15) montierbar ist.6. Rolling bearing according to claim 5, characterized in that the spherical body ( 14 ) sit a rough surface and be connected to a support ring ( 16 ) which is mountable between the definable bearing ring ( 4 ) and the pressure member ( 15 ). 7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druckglied eine Nutmutter (15) ist, die auf das Endstück (8) aufschraubbar ist und mit einem Innenflansch (18) versehen ist, der mit den Reibelementen (14; 19) zusammenwirkt.7. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure member is a lock nut ( 15 ) which can be screwed onto the end piece ( 8 ) and is provided with an inner flange ( 18 ) which with the friction elements ( 14 ; 19th ) interacts.
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