DE60214957T2

DE60214957T2 - Verfahren zum Befestigen einer Hülse auf einer Welle und Hülsenvorrichtung für solch eine Befestigung

Info

Publication number: DE60214957T2
Application number: DE60214957T
Authority: DE
Inventors: Sture Östling; Uno Axelsson
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: EP1314904A1; CN1420290A; JP2003194081A; JP3822557B2; US7037026B2; US20030094073A1; SE520300C2; DE60214957D1; SE0103821L; EP1314904B1; SE0103821D0; CN1232742C

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Hülsenvorrichtung, die eine axial in Längsrichtung geschlitzte Hülse umfaßt, und betrifft auch ein Verfahren zur Montage einer solchen Hülse auf einer Welle.
Axial geschlitzte Hülsen werden seit langem eingesetzt, um beispielsweise Maschinenelemente, wie z. B. Räder, Rollen oder Innenringe von Lagern auf Wellen oder anderen, im wesentlichen zylindrischen Maschinenelementen anzubringen.
Als Beispiel hierfür wird auf die EP-A-0 967 404 verwiesen, in welcher ein Lager gezeigt und beschrieben wird, das über eine geschlitzte Hülse auf einer Welle angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform besitzt die äußere Hüllfläche der Hülse eine im Allgemeinen konisch zulaufende Sägezahnform, obgleich diese Form für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist und die Hülse beispielsweise eine kontinuierlich konisch zulaufende, in Längsrichtung geschlitzte Hülse sein kann. Mit der Hülse ist ein Flansch verbunden, der sich axial erstreckende Durchgangslöcher besitzt, die die jeweils eine Stellschraube aufnehmen, die dazu gedacht ist, gegen ein Maschinenelement angezogen werden, wobei in der gezeigten Ausführungsform ein innerer Laufring eines Lagers eine innere Hüllfläche besitzt, um eine gegenseitige axiale Verlagerung des Maschinenelements und der Hülse zu bewirken und dadurch einen erhöhten Halt zwischen der Welle, der Hülse und dem Maschinenelement zu erreichen.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß es sehr wichtig für die Durchführung der Verbindung ist, in welcher Reihenfolge die Schrauben angezogen werden, weil ein zufälliges Anziehen bei nachfolgender Rotation zu Vibrationen in der Hülse führt, die sehr schwer zu handhaben sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hülsenvorrichtung zu schaffen, die zur Verwendung bei der Montage einer Hülse auf einer Welle vorgesehen ist und Vibrationen in der montierten Verbindung während eines späteren rotierenden Betriebes wesentlich vermindert, und diese Hülsenvorrichtung ist durch die in dem beigefügten Anspruch 1 bezeichneten Merkmale gekennzeichnet.
Die Erfindung betrifft auch ein Befestigungsverfahren, das Vibrationen in der Verbindung während eines späteren rotierenden Betriebes wesentlich reduziert, und dies ist im Einklang mit der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht worden, daß das Verfahren die in dem beigefügten Anspruch ausgeführten Schritte umfaßt, wobei die Hülsenvorrichtung dazu gedacht ist, bei einer solchen Montage verwendet zu werden und diese Hülsenvorrichtung ist durch die im Anspruch 4 ausgeführten Merkmale gekennzeichnet.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf Ausführungsformen der Montagehülsevorrichtung und das Verfahren näher beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen schematisch gezeigt sind. Es zeigen:
1 schematisch eine Lagereinheit, die mittels einer erfindungsgemäßen Montagehülsenvorrichtung auf eine Welle angebracht ist;
2 schematisch und in Schrägansicht die erfindungsgemäße geschlitzte Hülse und den dieser zugeordneten Flansch;
3 ein Detail der Hülse und des Flansches aus 2 in größerem Maßstab;
4 eine Detailansicht eines Teils der Hülse und des Flansches als alternative Ausführungsform der Hülsenvorrichtung;
5–8 schematisch das Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen Hülsenvorrichtung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 ist im Querschnitt ein sogenanntes Einsatzlager 1 schematisch gezeigt, das mittels einer Hülsenvorrichtung 3 der durch die vorliegende Erfindung erfaßten Art auf einer Welle 2 angebracht ist. Die in 1 gezeigte Anordnung entspricht der Lagereinheit, auf die in der oben erwähnten SE 512 651 C2 Bezug genommen wird, und die Hülsenvorrichtung 3 umfaßt eine Hülse 4, die bei der gezeigten Ausführungsform eine äußere Hüllfläche mit einer Anzahl aufeinanderfolgender, sägezahnförmiger, konisch zulaufender Abschnitte besitzt, die mit entsprechenden Formationen an der Innenfläche des inneren Lagerrings zusammenwirken. Obgleich in dieser Ansicht nicht sichtbar, ist die Hülse geschlitzt, vorzugsweise mit einem sich axial erstreckenden Schlitz. An einem axialen Ende ist die Hülse 4 mit einem ringförmigen Flansch 5 verbunden, der eine größere radiale Abmessung als die Hülse besitzt, und der Flansch besitzt Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von Anzugsmitteln 6 in Form von Stellschrauben, die so angeordnet sind, daß sie sich durch die Bohrungen erstrecken und beim Anziehen gegen das Maschinenelement, das an der Welle 2 anzubringen ist, drücken, d. h. den Innenring des Einsatzlagers 1, und dadurch eine axiale Verlagerung zwischen dem inneren Ring und der Hülse 4 bewirken, die wegen der gegenseitigen Bewegung der zusammenwirkenden konisch zulaufenden Oberflächenbereiche zu einem erhöhten Halt zwischen der Welle, der Hülse und dem inneren Ring führt. Die zusammenwirkenden Oberflächen müssen nicht notwendigerweise eine Sägezahnform haben, sondern jede Oberfläche kann einen einzigen konisch zulaufenden Bereich bilden und obgleich die Anzugsmittel 6 als sich durch mit Bezug auf die axiale Ausrichtung geneigte Bohrungen erstreckende Stellschrauben gezeigt sind, ist es selbstverständlich möglich, daß die Anzugsmittel Schrauben sein können, die in sich axial erstreckenden Bohrungen oder dergleichen angeordnet sind.
In 2 ist in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform der Hülsenvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Aus dieser Ansicht wird auch klar deutlich, daß die Hülse 4 einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz besitzt, und auch diese Ausführungsform besitzt eine Reihe von aufeinanderfolgenden sägezahnförmigen Abschnitten 8. Der ringförmige Flansch 5 besitzt drei gleichmäßig beabstandete Anzugsmittel bzw. Schrauben 6.
Wie aus 3 besser zu ersehen ist, die in größerem Maßstab eine Detailansicht der Hülsenvorrichtung 3 aus 2 ist, besitzt die Innenflanke des ringförmigen Flansches 5 einen flachen Vorsprung 9, der sich nach innen erstreckt und in dem Schlitz 7 angeordnet ist, wodurch er die Möglichkeit für die Hülse 4 und den Flansch 5 begrenzt, sich in der Umfangsrichtung relativ zueinander zu bewegen. Bei dieser Ausführungsform liegt der flache Vorsprung diametral gegenüber einem der Anzugsmittel 6. Dies bedeutet, daß keines der drei Anzugsmittel 6 in der Position des Schlitzes 7 liegt.
In 4 ist eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform der Hülsenvorrichtung gezeigt, bei welcher die Hülse 4 und der Flansch 5 mittels eines flachen Vorsprungs 10, der von der Oberfläche der Hülse 4 radial nach außen ragt und in eine Ausnehmung (11) in der Innenflanke des ringförmigen Flansches 5 eindringt, daran gehindert sind, mehr als sehr kleine gegenseitige Bewegungen in der Umfangsrichtung durchzuführen. Es ist auch zu erkennen, daß die Ausnehmung 11 in der Nähe der Anzugsmittel 6 angeordnet ist.
Obgleich beide gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hülsenvorrichtung mit zusammenwirkenden Mitteln zum Verhindern ihrer freien Bewegung in Winkelrichtung relativ zueinander ausgerüstet worden sind, ist es nicht notwendig, solche Mittel vorzusehen, obgleich das Vorsehen eines Vorsprungs, der in den Schlitz der Hülse oder in eine Ausnehmung in den Flansch ragt die Handhabung der Hülsenvorrichtung insbesondere während der Montagevorgänge erleichtert.
In 5 bis 8 sind schematisch vier nacheinanderfolgende Schritte der erfindungsgemäßen Montage dargestellt.
5 zeigt die Ausgangsposition mit der Welle 2 im Querschnitt und der um sie angeordneten Hülse 4, wobei deren Schlitz 7 nach oben weist.
6 zeigt den ersten Schritt des Montagevorgangs, wobei die ersten Anzugsmittel 6 in einer Stellung im wesentlichen diametral entgegengesetzt zu dem Schlitz 7 angewendet werden. Die Anzugsmittel 6 sind hier als ein Pfeil dargestellt, der mit einer umgekehrten 2 gekennzeichnet ist, obgleich diese Art der Darstellung nur zum Zwecke der Vereinfachung gewählt worden ist, und es versteht sich, daß die Anzugsmittel 6 vorzugsweise Stellschrauben sind, wie in 1 bis 4 dargestellt, und eine Längsausrichtung in der Axialrichtung der Welle 2 haben.
In 7 ist der nächste Schritt gezeigt, wobei zweite Anzugsmittel 6, als ein Pfeil 1 gekennzeichnet, angewendet werden. Wie in 6 repräsentiert der Pfeil eine Stellschraube oder dergleichen, die in der gleichen Weise wie beispielsweise in 2 gezeigt angeordnet ist.
In 8 werden abschließend dritte Anzugsmittel 6 – Pfeil 3 – in der gleichen Weise angewendet, und die Montage ist abgeschlossen.
Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die schwerwiegenden und sehr problematisch Vibrationen, die man früher bei einer Montage dieser Art erfahren hatte, wenn das Maschinenelemente nach der Montage einer Rotation ausgesetzt wurde, erheblich reduziert werden, wenn die Montageabfolge im Einklang mit den in 5 bis 8 dargestellten Schritte durchge führt wird. Diese wesentliche verbesserte Wirkung ist auch bei hohen Drehzahlen deutlich wahrnehmbar.
Der wichtigste Schritt bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren besteht darin, daß das erste Anzugsmittel in einer Position angewendet wird, die dem Schlitz 7 in der geschlitzten Hülse diametral entgegengesetzt liegt. Die Reihenfolge in welcher die beiden anderen Anzugsmittel 6 angewendet werden ist unkritisch und es wurden keine nachweisbaren Unterschiede ermittelt, wenn die mit den Pfeilen 1 und 3 gekennzeichneten Anzugsmittel nach demjenigen (Pfeil mit umgekehrter 2) montiert werden, die diametral entgegengesetzt zu dem Schlitz liegen.
Die Erfindung umfaßt eine Hülse 4 und einen Flansch 5, die zusammenwirkende Mittel zum Verhindern ihrer gegenseitigen Bewegung in Winkelrichtung relativ zueinander umfassen, mit Ausnahme eines sehr kurzen Wegstückes, das durch das Spiel zwischen den zusammenwirkenden Mitteln zugelassen ist. Durch diese begrenzte gegenseitige Beweglichkeit in der Umfangsrichtung wird sichergestellt, daß die Position der ersten Anzugsmittel 6 nicht fehlerhaft in der Winkelrichtung aus ihrer gewünschten Position gegenüber dem Schlitz in der Hülse um mehr als wenige Grad verlagert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche möglich.

Claims

Hülsenvorrichtung (3) zur Montage auf einer Welle, umfassend eine axial in Längsrichtung geschlitzte Hülse (4) mit einem sich im wesentlichen axial erstreckenden Schlitz (7), wobei die Hülse konisch zulaufend ist und zum Zusammenwirken mit einem Maschinenelement (1) mit einer entsprechend konisch zulaufenden Bohrung gedacht ist, und ein sich radial erstreckender ringförmiger Flansch (5) axial mit der geschlitzten Hülse verbunden ist und eine Anzahl beabstandeter Anzugsmittel (6) trägt, die dazu vorgesehen sind, gegen das Maschinenelement angedrückt zu werden, um das Maschinenelement und die Hülse zum Erhöhen eines Halts zwischen der Welle (2), der geschlitzten Hülse (4) und dem Maschinenelement (1) gegeneinander zu verlagern, dadurch gekenn zeichnet, daß die geschlitzte Hülse (4) und der Flansch (5) zusammenwirkende Mittel (7, 9; 10, 11) zum Verhindern ihrer gegenseitigen Bewegung in Winkelrichtung relativ zueinander aufweisen, mit Ausnahme eines sehr kurzen Wegstückes, das durch das Spiel zwischen den zusammenwirkenden Mitteln zugelassen ist.
Hülsenvorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Mittel ein Vorsprung (9), der sich vom inneren Rand des ringförmigen Flansches (5) radial nach innen erstreckt, und der Schlitz (7) in der geschützten Hülse (4) sind, wobei der Vorsprung (9) derart angeordnet ist, daß er in den Schlitz (7) ragt und dadurch eine Relativbewegung in Winkelrichtung zwischen der Hülse und dem Flansch verhindert.
Hülsenvorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Mittel ein Vorsprung (10), der sich von der äußeren Umfangsfläche der geschlitzten Hülse (4) an einer von dem Schlitz (7) in dieser beabstandet liegenden Position radial nach außen erstreckt, und einer Ausnehmung (11) in den inneren Rand des ringförmigen Flansches (5) bestehen, wobei der Vorsprung (10) so angeordnet ist, daß er in die Ausnehmung (11) ragt und dadurch eine Relativbewegung in Winkelrichtung zwischen Hülse und Flansch verhindert.
Verfahren zur Montage einer Hülsenvorrichtung (3) nach Anspruch 1 auf einer Welle (2), wobei die Hülsenvorrichtung (3) eine axial, in Längsrichtung geschlitzte Hülse (4) mit einem sich im wesentlichen axial erstreckenden Schlitz (7) umfaßt, die Hülse konisch zulaufend und zum Zusammenwirken mit einem Maschinenelement gedacht ist, das eine entsprechend konisch zulaufende Bohrung besitzt, und ein sich radial erstreckender ringförmiger Flansch (5), der getrennt von der geschlitzten Hülse ausgebildet und axial mit der geschlitzten Hülse (4) verbunden ist, eine Anzahl beabstandeter Anzugsmittel (6) trägt, die dazu vorgesehen sind, gegen das Maschinenelement angedrückt zu werden, um das Maschinenelement und die geschlitzte Hülse zum Erhöhen eines Halts zwischen der Welle (2), der geschlitzten Hülse (4) und dem Maschinenelement (1) gegeneinander zu verlagern, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen möglichst niedriger Vibrationsneigungen in der montierten Vorrichtung das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Positionieren der geschlitzten Hülse (4) um die Welle (2), wobei der ringförmige Flansch (5) mit seinen Anzugsmitteln gegen das Maschinenelement (1) positioniert wird; Anziehen von ersten Anzugsmitteln (6; 2) in einer Stellung im wesentlichen diametral entgegengesetzt zu dem Schlitz (7) in der geschlitzten Hülse (4); daraufhin Anziehen der weiteren Anzugsmittel (6; 1, 6; 3) nacheinander und Vorsehen von zusammenwirkenden Mitteln (7, 9; 10, 11), um die geschlitzte Hülse (4) und den Flansch (5) an einer gegenseitigen Bewegung in Winkelrichtung relativ zueinander zu hindern, mit Ausnahme eines sehr kurzen Wegstückes, das durch das Spiel zwischen den zusammenwirkenden Mitteln zugelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei gleichmäßig beabstandete Anzugsmittel (6) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzugsmittel Stellschrauben (6) verwendet werden.