DE60208899T2

DE60208899T2 - Herstellungsverfahren einer kegellageranordnung

Info

Publication number: DE60208899T2
Application number: DE60208899T
Authority: DE
Inventors: Dirk-Olaf 2650 Edegem LEIMANN
Original assignee: Hansen Transmissions International NV
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: ES2256486T3; US20040141674A1; EP1377754B1; DE60208899D1; GB0107923D0; JP2004526107A; EP1377754A1; ATE316619T1; US7950154B2; DK1377754T3; WO2002079658A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kegelrollenlageranordnung und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung eines an einer Welle einer industriellen Getriebeeinheit befestigten Kegelrollenlagers.
Ein solches Verfahren zur Herstellung einer Kegelrollenlageranordnung ist aus US 5 795 037 A bekannt.
Der üblicherweise als Konus bekannte Innenring eines Kegelrollenlagers muss konventionell als Schrumpfpassung auf einem rotierbaren Element, wie etwa einem Wellenteil des Gehäuses einer Getriebeeinheit, befestigt sein. Die Stärke der Schrumpfpassung wird unter Berücksichtigung von Empfehlungen der Lagerhersteller ausgewählt, auf Basis des Typs von Belastungen, die das Lager im Gebrauch wahrscheinlich erfahren wird. Eine Schrumpfpassung ist erforderlich, um Reibkorrosion und daraus resultierende Beschädigung des Lagers zu vermeiden.
Im Gegensatz zu der Erfordernis einer Schrumpfpassung des Innenrings des Kegelrollenlagers ist eine Schrumpfpassung oder gleichartige Klemmpassung in Bezug auf einen Außenring, üblicherweise als Pfanne bekannt, nicht erforderlich, wenn er sich in einem Gehäuse einer Getriebeeinheit befindet, da die Belastung auf den Außenring im allgemeinen in einer konstanten Richtung wirkt. Folglich kann die Toleranz zwischen der Pfanne und derartigem wie das Gehäuse der Getriebeeinheit relativ lose sein.
In anderen Konstruktionen, wie etwa einer Planetengetriebeeinheit, ist es der Innenring einer Planetengetriebeeinheit, der radial in einer im Wesentlichen konstanten Richtung (in Bezug zu dem Planetengetriebeträger) belastet wird. Der Außenring erfährt eine radiale Last, die sich während der Rotation eines Planetengetriebes in der Richtung um den Außenring bewegt, und folglich ist es notwendig, eine Klemmpassung des Außenrings sicherzustellen, um Reibkorrosion und daraus resultierende Beschädigung zu vermeiden.
Konventionell ist es, um eine Schrumpfpassung zwischen einer Trägerwelle und einem Ring eines Kegelrollenlagers zu erhalten, erforderlich, entweder Wärme oder eine beträchtliche Axialkraft einzusetzen. Diese Erfordernis ergibt sich insbesondere im Fall von Getriebeeinheiten mit einem Gehäuse von monolithischer Konstruktion, ohne geteilte Ebene, und worin eine Welle mittels eines Paars axial beabstandeter Kegelrollenlager in einer O-Konfiguration montiert ist, wobei jede Rolle in einer Richtung weg von dem anderen Lager des Paars an Durchmesser zunimmt.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfachung der Vorgehensweise zur Montage und Demontage eines Rings eines Kegelrollenlagers in Bezug zu einem Trägerelement, wie etwa der Welle der Getriebeeinheit. Ein anderer Gegenstand ist die Verschaffung einer Vorgehensweise, die eine bessere Einstellung der Lager-Vorbelastung gestattet, sodass eine höhere Lagerbelastungskapazität erzielt werden kann.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung eines Paars von Kegelrollenlagern gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Obwohl die Erfindung lehrt, dass nur eines der Lager des Paars eine Spielpassung an einem der ersten und zweiten Elemente sein muss, kann gegebenenfalls der axial äußere Ring jedes der zwei Lager eine Spielpassung an einem der Elemente sein und kann die axiale Bewegung der zwei axial äußeren Lager-Innenringe in Bezug zueinander eingesetzt werden, um einen Standort vom Schrumpfpassungtyp jedes der besagten Ringe in Bezug zu einem der ersten und zweiten Elemente zu erzielen.
Das Verfahren kann eingesetzt werden, um eine Schrumpfpassung zwischen jedem inneren Lagerring und dem ersten Element zu erzeugen. Das erste Element kann eine rotierbare Welle, wie etwa eine Zwischenwelle, einer Getriebeeinheit sein und das zweite Element kann ein Gehäuse oder Gehäuseeinsatz einer Getriebeeinheit sein.
Das Lagerpaar kann in einer O-Konfiguration angeordnet sein, in welchem Fall es die Innenringe sind, die als axial am meisten nach außen gelegen betrachtet werden, oder einer X-Konfiguration, wobei es die Außenringe sind, die als axial am meisten nach außen gelegen betrachtet werden.
Alternativ kann das Verfahren eingesetzt werden, um eine Passung vom Schrumpftyp zwischen jedem äußeren Lagerring und dem zweiten Element zu erzeugen. Das zweite Element kann ein Planetengetriebe sein und das erste Element kann ein Planetengetriebeträger sein.
Das Verfahren der Erfindung lehrt, dass der Grad, in dem der Lagerring eine Spielpassung an einem Trägerelement ist, so gewählt ist, dass die erforderliche Vorbelastung, um eine Schrumpfpassung zu erhalten, die maximal zulässige Vorbelastung für jedes der beiden Lager nicht überschreitet.
Es werden nun Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben, nur als Beispiel, unter Verweis auf die in Diagrammform vorliegenden begleitenden Zeichnungen, worin:
1 eine Schnittansicht eines Teils einer mittels eines Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung geformten Getriebeeinheit ist;
2 im Detail einen Teil eines Lagers von 1 zeigt, und
3 eine Schnittansicht eines Teils einer mittels eines Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung geformten Getriebeeinheit ist.
Eine Getriebeeinheit 10 umfasst ein Gehäuse 11, eine Zwischenwelle 12, die zwei Zahnräder 13,14 und ein paar Kegelrollenlager 15, 16 trägt, die die Welle 12 in Bezug zu dem Gehäuse 11 rotierbar tragen.
Das Paar axial beabstandeter Kegelrollenlager ist in einer O-Anordnung montiert.
Der Innenring 17 des Kegelrollenlagers 15 liegt axial gegen ein Ende einer Abstandsbuchse 18 an, deren anderes Ende gegen das Zahnrad 13 anliegt. Die Enden der Welle 12 sind mit Schraubengewinden 12a, 12b versehen, und eine Sicherungsmutter 19 sichert den Innenring 17 axial gegen die Buchse 18. Zusätzlich ist der Ring 17 an der Welle 12 dank einer Klemmpresspassung daran gesichert.
Gleichermaßen ist der Außenring 20 des Lagers 17 eine Klemmpassung im Gehäuse 11.
Der Außenring 21 des anderen Lagers 16 ist ebenfalls eine Klemmpassung in dem Gehäuse 11. Im Gegensatz zu dem Lager 17 ist jedoch für das Lager 16 der Innenring 22 eine gleitende Spielpassung über die Welle. Ebenfalls im Gegensatz zu der Anordnung für das Lager 15 ist keine Buchse oder derartiger Anschlag für den Kontakt durch die axial innere Kante 23 des Innenrings 22 des Lagers 16 vorgesehen.
Zur Komplettierung der vorangehend beschriebenen Anordnung wird die Sicherungsmutter 24 auf das Ende der Welle 12 montiert und angespannt, um gegen den Innenring 22 zu stützen und diesen Innenring axial auf das andere Lager 15 zu zu zwingen.
Wie unter Verweis auf 2 deutlicher zu erkennen ist, führt die axiale Bewegung des Innenrings 22 in der Richtung X hin zu dem anderen Lagerring, und somit axial in Bezug zu den Außenring 21, der in dem Gehäuse 11 in Position gesichert ist, zur Erzeugung von Radialkräften aufgrund der verjüngten Form der Lagerrollen 25. Obwohl die sich ergebenden Kräfte im Wesentlichen ausschließlich zur Erzeugung elastischer Ausdehnung des Rings 21 und Kompression des Rings 22 eingesetzt werden können und jeweilige Klemmpassungen verschaffen, dienen in dieser Ausführung, worin der Außenring 21 bereits eine Klemmpassung in dem Gehäuse 11 ist, die durch die relative längsgerichtete Bewegung der Innen- und Außenringe 22, 21 verursachten Radialkräfte in erster Linie dazu, eine umfangsgerichtete Kompression des Innenrings 22 zu bewirken. Dadurch wird verursacht, dass der Ring 22 im Durchmesser schrumpft und eine Klemmpassung an der Welle 12 wird.
3 zeigt ein Planetengetriebe 30, das um die Achse 31 eines Planetengetriebeträgers 32 rotierbar ist. Das Planetengetriebe wird in Bezug zu dem Träger 32 von einem Paar axial beabstandeter Kegelrollenlager 33, 34, die in einer O-Konfiguration angeordnet sind, rotierbar getragen.
In dieser Konstruktion kommen die Planetenträgerplatten 35, 36 in Kontakt mit den jeweiligen radial inneren Ringen der Lager 33, 34, und eine der Platten 35 ist in Bezug zu dem Träger 32 mittels einer Schraube 37 und Platte 38 axial beweglich, sodass die Innenringe zusammen bewegt werden können, um die Lager vorzubelasten. In dieser Konfiguration ist es erwünscht, sicherzustellen, dass die Außenringe der Lager nicht in Umfangsrichtung in Bezug auf das Planetengetriebe 30 rutschen oder kriechen können, und dies wird erzielt, indem die Platte 38 und Schraube 37 ausreichend bewegt werden, um eine Lager-Vorbelastung zu erzielen, die jeden Außenring elastisch in ein Klemmpassungsverhältnis mit dem Getriebe 30 ausdehnt.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung vom Schrumpfpassungtyp eines Paars von Kegelrollenlagern (15, 16), wobei die inneren Lagerringe (17, 22) axial durch ein erstes Element (12) voneinander beabstandet sind und die äußeren Lagerringe (20, 21) durch einem zweiten Element (11) voneinander beabstandet gehalten werden, wobei einer der inneren (17, 22) und äußeren Ringe (20, 21) jedes Lagers (15, 16) ein axial äußerer Lagerring (17, 22) ist, der axial weiter von dem anderen Lager (16, 15) beabstandet ist als der andere Ring (20, 21) dieses Lagers (15, 16), wobei besagtes Verfahren folgendes umfasst: – Bilden einer Anordnung aus besagten zwei Elementen (11, 12) und Lagern (15, 16), wobei der axial äußere Lagerring (22) zumindest eines (16) der Lager (15, 16) eine Spielpassung an einem (12) der ersten und zweiten Elemente (12, 11) ist und der radial innere Lagerring (22) eine Spielpassung an dem ersten Element (12) ist; – dann axiales Bewegen besagten äußeren Lagerrings (22) besagten einen Lagers (16), der eine Spielpassung ist, in einer Richtung (X) auf das andere Lager (15) zu, um eine Vorbelastung zu erzeugen; und – dann Erhöhen des Grades an Vorbelastung durch weitere Bewegung in besagte Richtung (X), um die elastische Verformung dieses inneren Lagerrings (22) zu bewirken, der anfänglich eine Spielpassung an dem ersten Element (12) war, und dadurch Erzeugen einer Passflächen-Belastung vom Schrumpfpassungstyp zwischen diesem inneren Ring (22) besagten einen Lagers (16) und dem ersten Element (12).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der axial äußere Ring (17, 22) jedes der zwei Lager (15, 16) eine Spielpassung an dem ersten Element (12) ist, und die axiale Bewegung der zwei axial äußeren Lager-Innenringe (17, 22) in Bezug zueinander einen Standort vom Schrumpfpassungstyp jedes der besagten Ringe (17, 22) in Bezug auf das erste Element (12) erzeugt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei eine Schrumpfpassung zwischen jedem inneren Lagerring (17, 22) und dem ersten Element (12) erzeugt wird.
Ein Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das erste Element eine rotierbare Welle (12) ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die rotierbare Welle (12) eine Zwischenwelle einer Getriebeeinheit ist.
Ein Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das zweite Element ein Gehäuse (11) oder Gehäuseeinsatz ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das zweite Element ein Gehäuse (11) oder Gehäuseeinsatz einer Getriebeeinheit ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das zweite Element ein Planetengetriebe (30) ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das erste Element ein Planetengetriebeträger (32) ist.