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Rollenzapfen für eine Spannrolle Die Erfindung betrifft einen Rollenzapfen
für eine Spannrolle, insbesondere eine Spannrolle für Textilmaschinen, mit einem
dünnwandigen Lagergehäuse, in dem der Lageraußenring des Rollenzapfenlagers untergebracht
ist.
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Es ist bereits bekannt, in Lagergehäusen von Spannrollen Wälzlagerlaufringe
zu befestigen. Um eine axiale Verschiebung dieser Ringe zu vermeiden, werden meist
formschlüssige Verbindungen vorgesehen, wie z. B. Sprengringe, die in entsprechende
Nuten des Lagergehäuses eingreifen, oder Bördelränder, die einer einseitigen Verschiebung
entgegenstehen.
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Bei der Anwendung von Preßsitzen für Wälzlager ist allgemein bekannt,
daß die vereinigten Körper Dehnungen erleiden und unter Spannung stehen. Diese bewirkt
Maßänderungen der wichtigen Teile. Beispielsweise wird durch die Zusammenpressung
das Lagerspiel sehr stark und in einer nur annäherungsweise und umständlich berechenbaren
Größe beeinflußt. Die Folge ist, daß langwierige Versuche zur Ermittlung der richtigen
Montageluft oft nicht zu umgehen sind. Außerdem muß die Toleranzbreite der Sitzflächen
sehr stark begrenzt werden. Auch kommt es vor, daß ein zu scharf eingepreßter Außenring
reißt oder zumindest in seiner Tragfähigkeit beschränkt ist. Der umgekehrten Wirkung
unterliegt ein zu stark gedehnter Innenring.
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Das Neue der Erfindung besteht darin, daß Lagergehäuse und Lageraußenring,
die beide aus elastischem Stahl oder Eisen bestehen, kraftschlüssig miteinander
verbunden sind und die Streckgrenze für den Werkstoff des Lagergehäuses
sowie
dessen Wandstärke geringer sind als die entsprechenden Werte des Lageraußenringes
und daß zwischen dem Außendurchmesser des Lageraußenringes und dem Innendurchmesser
des Lagergehäuses ein solches Übermaß vorgesehen ist, daß beim Einpreßvorgang das
Lagergehäuse bleibend und der Lageraußenring elastisch verformt sind.
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Durch diese Art der Befestigung ist es möglich, die Teile so auszubilden,
daß das Lagergehäuse den Hauptteil der auftretenden Maßveränderungen aufnimmt. Beim
Einpressen des Lageraußenringes in das Lagergehäuse gemäß der Erfindung wird der
Werkstoff des Lagergehäuses zuerst elastisch und nachher, nach Überschreiten der
Streckgrenze, bleibend verformt, während der Werkstoff des Lageraußenringes innerhalb
der elastischen Verformung bleibt., Die durch das Übermaß hervorgerufene Spannung
ist bei plastisch verformtem Lagergehäuse wesentlich kleiner, als wenn keine bleibende
Verformung eintreten würde.
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Durch geeignete Wahl der Streckgrenze, Wandstärken und des Übermaßes
kann erreicht werden, daß sich die auftretende elastische Verformung des Lageraußenringes
in geringen Grenzen hält und eine unzulässige Änderung des Lagerspiels nicht auftritt.
Dies ist dann von besonderer Wichtigkeit, wenn das Lager vor dem Einpressen in das
Lagergehäuse schon fertig montiert ist, und das unzulässige Spiel einen bestimmten
minimalen Betrag nicht unterschreiten darf.
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Durch diese Art der Verbindung von Lagergehäuse und Lageraußenring
ist es ferner nicht mehr notwendig, die Toleranzen des für den Preßsitz notwendigen
Übermaßes innerhalb sehr enger Grenzen zu halten, da das zu große Übermaß lediglich
eine bleibende Verformung des Lagergehäuses zur Folge hat, ohne zusätzliche Spannungen
und damit unzulässige Formänderungen im Lageraußenring hervorzurufen. Die maximale
Toleranz des Übermaßes muß allerdings so festgelegt sein, daß die im Lagergehäuse
auftretende Spannung zwar oberhalb der Streckgrenze, jedoch unterhalb der Bruchgrenze
bleibt, um so mit Sicherheit ein Reißen des Gehäuses zu vermeiden.
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Eine günstige Konstruktion ergibt sich, wenn das Lagergehäuse einen
Flansch aufweist, in den eingepreßte und mit Gewinde versehene Löcher zum Einschrauben
von Halteschrauben für das Lagergehäuse und gegebenenfalls zum Festhalten eines
die Spannrolle mindestens teilweise abdeckenden Abdeckorgans vorgesehen sind.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt Fig. I ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm für zwei verschiedene Stahlarten, Fig.
2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Innenring auf dünnwandiger
Hülse, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Außenring
in einem dünnwandigen Gehäuse.
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Fig.I zeigt eine Kurve a, die das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines
Wälzlagerstahles darstellt. Die Kurve weist einen geradlinigen Teil auf, an den
sich ein nach unten zu gekrümmter Teil anschließt. Die Proportionalitäts- oder Streckgrenze
dieser Stahlart ist mit A bezeichnet. Eine Kurve b stellt das Spannungs-Dehnungs-Diagramm
eines Tiefziehbleches dar. Auch diese Kurve beginnt mit einem geradlinigen Teil,
der sich mit dem geradlinigen Teil der Kurve a deckt. Die Streckgrenze der Kurve
b, die mit B bezeichnet ist, ist bei dieser Stahlart deutlich erkennbar. Der Bruch
des Tiefziehblechs tritt bei einer bestimmten, dem Punkt C entsprechenden Bruchspannung
auf.
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Fig. 3 zeigt eine Spannrolle, die vorzugsweise zum Spannen von Bändern
an Textilmaschinen Verwendung findet. Auf einer Welle 2o ist eine Nabe 21 starr
angeordnet, die eine Laufscheibe 22 mit einer entsprechenden Lauffläche 2I trägt.
Die Befestigung der Laufscheibe 22 auf der Nabe 21 geschieht mittels eines Federringes
23. Um die Welle 2o, die zwei ringförmige Nuten 2oI aufweist, ist ein Kugellageraußenring
24 angeordnet. Zwischen diesem und der Welle 20 sind Kugeln 25 vorgesehen, die in
die vorgenannten Nuten. 2oI eingreifen und durch zwei Käfige 26 gehalten sind. Der
Kugellageraußenring 24 ist in ein mit einer zentralen Öffnung für die Welle 2o versehenes
Lagergehäuse 27 eingepreßt, das an seinem äußeren Ende einen Flansch 27I aufweist.
In diesem Flansch sind mit Gewinde versehene Löcher angebracht, in welche die Befestigungsschrauben
28 zum Befestigen der Spannrolle und zum Festhalten einer Abdeckscheibe 29 eingeschraubt
sind.
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Die Übermaße des Lagergehäuses 27 und des Lageraußenringes 24 sind
nun so gehalten, daß in dem Lagergehäuse 27 eine Spannung auftritt, die oberhalb
des Punktes B und unterhalb des Punktes C der Kurve b gemäß Fig. I liegt. Die in
dem Lageraußenring 24 auftretende Spannung ist dann nach der bleibenden Verformung
des Lagergehäuses im Hinblick auf die unterschiedliche Stärke des Ringes gegenüber
dem Gehäuse und auf den verschiedenen- Spannungsverlauf so klein, daß der Ring nur
ganz geringfügig elastisch verformt wird. Die auftretenden Spannungen in diesem
Ring liegen dabei auf dem unteren Teil der Anfangsgeraden der Kurve a. Die auftretenden
Dehnungen im Kugellageraußenring und im Lagergehäuse verhalten sich dabei ungefähr
wie die beiden Strecken c zu d in Fig. i. Im Lageraußenring 27 treten allerdings
Druckspannungen auf. Die obige Betrachtung bleibt davon jedoch unberührt, da die
Hookesche Gerade auch für Druckspannungen gilt.
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Die beschriebenen Verhältnisse treten auch auf, wenn ein Innenring
auf eine dünnwandige Hülse aufgezogen wird, die den erfindungsgemäßen Voraussetzungen
entspricht. Ein derartiges Ausfiihrungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt, in der
io die dünnwandige Hülse und i i den Innenring bedeutet.