DE707891C - Einrichtung zum paarweisen Einbau von Kugellagern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Einbau von Kugellagern in paarweiser Anordnung, insbesondere zwecks Lagerung von Zahnrädern auf Getriebewellen von Motorfahrzeugen, wo es auf die genaue Zentrierung, auf die Sicherung gegen axiale Verschiebung sowie auf möglichste Raumausnutzung in radialer Richtung ankommt.

Es sind Lagerungen dieser Art bekannt, bei denen zwischen den paarweise auf der Welle sitzenden Kugellagerlaufringen ein starres Abstandstück vorgesehen ist, gegen das die Laufringe derart gepreßt werden, daß die Kugellager unter einer gewissen Vorbelastung

'5 stehen. Dabei ist es nötig, das Abstandstück auf genaue Länge zu schleifen, so daß, wenn die Laufringe der beiden Lager beim Zusammenbau mit den Enden des Abstandstückes in Eingriff gebracht werden, die gewünschte Vorbelastung der Kugeln erreicht wird. Diese Notwendigkeit des genauen Schleifens der Abstandstücke erhöht die Kosten der Lagerung erheblich, und der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diese Kosten wesentlich zu verringern.

Gelöst wird diese ■ Aufgabe dadurch, daß ein Abstandstück von solcher Beschaffenheit benutzt wird, daß es beim Zusammenbau des Lagers über seine Elastizitätsgrenze hinaus deformiert werden kann, nach der Deformierung aber noch hinreichend starr ist, um die gegenüberliegenden Kugellaufringe unter Aufrechterhaltung der auf die Kugeln wirkenden Vorbelastung getrennt zu halten. Zu diesem Zwecke wird das Abstandstück vorzugsweise als Ring aus gewalztem Stahl ausgebildet, dessen mittlerer Teil gegenüber den beiden Endteilen geschwächt ist, so daß er bei Ausübung _ des Preßdruckes beim Zusammenbau des Lagers nach außen ausweichen kann, während die dickeren, an den Kugellagerlaufringen anliegenden Endteile ihre Form beibehalten.

In der Zeichnung, die die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, zeigt:

Fig. ι eine Ausführungsform des neuen Lagers im Axialschnitt.

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung eines Abstandstücks, wie es bei Zusammenbau der in Fig. 1 veranschaulichten Bauart Verwendung findet.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Abstandstücks, teils im Schnitt, teils in Ansicht.

Fig. 4 ist ein der Fig. 1 entsprechender Schnitt durch alle Teile des Lagers mit Ausnahme des Klemmringes; sie zeigt die Teile in der Lage zur Aufnahme des für den Zusammenbau erforderlichen Druckes.
■ Fig. 5 ist eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, die die Teile zeigt, nachdem sie zwecks Zusammenbaus des Lagers zusammengepreßt sind, unmittelbar vor dem Einfalzen des Klemmringes.

Fig. 6 ist eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung nach Entfernung der Presse; sie

zeigt, wie das Falzwerkzeug die Einwirkung auf den Klemmring beendet.

Mit io ist ein Träger oder eine Welle und mit Ii das auf der Welle zu lagernde Drejr?} glied bezeichnet, das im vorliegenden Fäfie\ als Zahnrad eines Kraftfahrzeuggetriebes ge^ dacht ist. Die Welle io ist mit einem Ansatz 12 sowie in entsprechendem Abstand von diesem mit einer Ringnut 13 versehen. Der zwischen dem Ansatz und der Nut befindliche Teil besitzt auf seiner ganzen Länge denselben Zylinderdurchmesser.

Auf der Welle sitzen zwei Kugellaufringe. Der erste Laufring 14 liegt am Ansatz 12 an, während der zweite Laufring 15 in gewissem Abstand davon in der Nähe der Nut 13 angeordnet ist. Im Zahnrade 11 sind entsprechend einander gegenüberliegende Kugellaufbahnen 16, 17 vorgesehen, in denen zwei so Reihen von Kugeln 18 bzw. 19 laufen. Auf diese Weise kann die geringstmögliche Kugelgröße für die geforderte Belastung Verwendung finden.

Die Bahnen der Kugellager sind mit entgegengesetzten Winkeln angeordnet, so daß der Axialschub auf das Zahnrad in der einen Richtung durch eine Kugelreihe und in der anderen Richtung durch die andere Kugelreihe aufgenommen wird und es nur nötig ist, den zweiten Laufring 15 gegen axiale Bewegung zu sichern, um das Lager gegen axiale Bewegung in beiden Richtungen festzuhalten.

Zwischen den Laufringen 14 und 15 ist ein Abstandstück oder ein Abstandring 20 vorgesehen, der im mittleren Teil bei 21 erheblich dünner als an den verdickten Enden 22 ausgebildet ist. In Fig. 1 ist der Teil 21 als nach außen durchgebogen dargestellt. Der Abstandring wird nämlich beim Zusammenbau des Lagers deformiert oder verdrückt, wodurch etwaige Ungenauigkeiten bei der Herstellung der verschiedenen Teile ausgeglichen werden und genau das richtige Maß des Widerstandes gegenüber einem zwecks Erzielung der gewünschten Vorbelastung der Kugellager ausgeübten Preßvorgänge erzielt wird. Aber auch in diesem deformierten Zustande behält der Abstandring 20 noch genügend Wider-Standseigenschaften, um eine konstante Klemmwirkung zwischen den Laufringen 15 und 14 sowie gegenüber dem Ansatz 12 aufrechtzuerhalten.

Auf dem linken Ende der Lagerung ist in der Nähe des Lauf ringes 15 ein Klemmring vorgesehen. Der Teil 24 dieses .Ringes ist in die Nut 13 eingefalzt oder eingehämmert, wodurch die Teile der Lagerung in ihrer Stellung gehalten werden.

Der Abstandring 20 hat vor seiner Deformierung das in Fig. 2 veranschaulichte Aussehen, bei dem der Zwischenteil 21 zylindrisehe Gestalt hat. Die Deformation nach Fig. 1 ,.wird beim Zusammenbau hervorgerufen, der ' v i&eiter unten beschrieben werden wird.

. Fig. 3 stellt eine andere Form des AbstandRinges dar, bei der der Zwischenteil 21 gefaltet oder gewellt ist. Es können natürlich auch Abstandringe von anderer Form Verwendung finden, die eine Deformation des mittleren Teils bei Anwendung eines Druckes auf seine Enden ermöglichen.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist das Verfahren des Zusammenbaus des Lagers veranschaulicht. Die Welle 10 ist mit dem einen Ende auf eine Unterlage 30 oder eine geeignete Presse gestellt, und die einzelnen Teile der Lagerung sind auf die Welle geschoben. Der Laufring 14 liegt am Ansatz 12 an. An den Laufring schließt sich das Abstandstück 20 im nicht deformierten Zustand an. Dann werden die Kugeln 18 in die Laufbahn des Ringes 14 gebracht und hier so lange gehalten, bis sie von der Laufbahn 16 des Zahnrades 11 aufgenommen werden. Darauf wird die zweite Reihe von Kugeln 19 eingeführt und der Laufring 15 auf die Welle geschoben, so daß er sich an das obere Ende des Abstandstückes 20 anlegt. Die Teile können nunmehr durch Pressen in ihre Lage gebracht werden, die sie in der fertigen Lagerung einnehmen sollen. Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist das Abstandstück 20 langer als erforderlich, um die Laufringe 14 und 15 in dem gewünschten gegenseitigen Abstand zu halten. Der Laufring 15 muß also in axialer Richtung verschoben werden, um das Spiel zwischen seiner Laufbahn und dem Kugelkranz 19 auszugleichen. Der Abstand ist übrigens im Interesse der anschaulicheren Darstellung in Fig. 4 etwas übertrieben.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie der Ring 23 über die Welle gegen den Laufring 15 geschoben und der Kolben 31 der Presse nach abwärts auf den Ring gesenkt ist. Der Ring 23 ist vorzugsweise mit Preßsitz auf die Welle aufgebracht, so daß die Teile, wenn sie in die in Fig. 5 veranschaulichte Lage gebracht sind, infolge des Preßsitzes zeitweilig, jedenfalls bis zur nächsten Verfahrensstufe, festgehalten werden. Während des erwähnten Preßvorganges ist der Ring 20 in axialer Richtung zusammengedrückt worden, so daß er deformiert ist, und zwar findet die gesamte Deformation in dem mittleren Teil 21 des Ringes statt. Die Ringenden bleiben einander parallel und üben deshalb nach wie vor einen gleichförmigen Druck auf die Kugellaufbahnen aus, mit denen sie in Berührung stehen. Der Ring wird zweckmäßig aus kalt gewalztem Stahl hergestellt, so daß er in der dargestellten Weise deformiert werden kann.

Nach der Darstellung der Fig. 6 ist der Preßkolben 31 zurückgezogen und ein Stemmoder Falzwerkzeug 32 an den Flanschteil 24 des Klemmringes 23 angesetzt. Der Flanschteil ist in die Nut 13 der Welle 10 eingefalzt. Dabei legt er sich gegen den oberen Ansatz der Nut, so daß der Ring gegen axiale Verschiebung auf der Welle gehalten wird. Dadurch wird natürlich auch die Lage der beiden Kugellaufringe sowie des Abstandstückes 20 auf der Welle mit dem Laufring 14 am Ansatz 12 gesichert.

Beim Eintreiben des Teils 24 des Klemmringes. 23 in die Wellennut wird ein erheb- »5 licher axialer Druck auf den Ring 23 ausgeübt. Dieser Druck würde durch die Lager des Zahnrades und auf den Ansatz 12 übertragen werden, wenn nicht das Abstandstück 20 zwischen den Ringen 14 und 15 vorhanden wäre. Dies Abstandstück setzt noch in seinem deformierten Zustände der Bewegung des Ringes 15 auf der Welle Widerstand entgegen und nimmt deshalb einen erheblichen'Teil des Axialschubes auf, so daß der größere Teil des letzteren nicht durch die Lager geht.

Der Ring 20 ist in bezug auf Dicke und Material so beschaffen, daß gerade die gewünschte Vorbelastung auf die Lager erzielt wird, wenn ein gewisser Druck während des Preßvorganges auf den Ring 23 ausgeübt wird, und diese genaue Vorbelastung wird aufrechterhalten, wenn der Klemmring 23 die Teile in der Lage sichert, in die sie beim Preßvorgang gebracht sind.

Der genaue Betrag der Deformation des Ringes ist für seine Wirksamkeit ohne Bedeutung. Aus diesem Grunde brauchen die Abmessungen der Teile wie der Kugellaufringe, des Ringes 23, des Abstandringes 20 selbst sowie die Entfernung der Nut 23 vom Ansatz 12 ebenso wie der Abstand zwischen den Laufbahnen 16 und 17 nicht so genau zu sein wie es erforderlich ist, wenn ein nicht deformierbares Abstandstück benutzt wird. Es kann sogar das Schleifen einzelner dieser Teile ganz unterbleiben, wodurch eine weitere Ersparnis erzielt wird.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß alle Teile auf der Welle 10 vereinigt werden und der Kolben der Presse gegen den Klemmring mit einem Druck angesetzt wird, der erforderlich ist, um den Ring 23 auf die Welle zu pressen und den Abstandring so weit zu deformieren, bis das Spiel zwischen den Kugeln und ihren Laufbahnen verschwindet. Dann wird der Preßvorgang so weit fortgesetzt, bis auf die Kugeln eine gewisse Belastung ausgeübt wird. Bei der Ausführung,, in der die Erfindung bereits in der Praxis Anwendung gefunden hat, beträgt der angewandte Druck mehrere tausend Pfund. Schließlich findet das Einstemmen des Ringteils 24 in die Wellennut statt, wodurch die Lage der Teile und der vorbelastete Zustand der Lagerung gesichert wird. '

Es versteht sich, daß verschiedene von den beschriebenen abweichende Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können, ohne daß dadurch das Wesen und der Umfang der Erfindung berührt würde.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum paarweisen Einbau von Kugellagern, bei der die Laufringe der letzteren so gegen ein zwischen ihnen befindliches Abstandstück gepreßt werden, daß die Lager unter erheblicher Vorbelastung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandstück (21) über seine Elastizitätsgrenze hinaus deformiert ist und in diesem Zustande als im wesentlichen starres Glied zur Trennung der Kugellauf ringe (14, 15) wirkt sowie den Widerstand der dem Lager aufgelegten Vorbelastung zum Teil aufnimmt.

   2/ Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellager auf der Welle o. dgl. in an sich bekannter Weise zwischen einem auf ihr vorgesehenen Ansatz und einem Ringkörper (23) festgeklemmt werden, der gegenüber der Welle o. dgl. gegen axiale Verschiebung gesichert werden kann.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (23) durch Deformierung, beispielsweise durch Eintreiben in eine in der Welle

   o. dgl. vorgesehene Nut gegenüber der Welle o. dgl., festgelegt wird.

   4. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandstück (21) einen dünnen ringförmigen mittleren Teil und verdickte Enden aufweist.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandstück aus einem gewalzten Stahlring besteht.

   6. Abstandstück für die Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen dünnen ringförmigen mittleren Teil und verdickte Enden besitzt.

   7. Abstandstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem gewalzten Stahlring besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen