-
Anordnung von Wälzlagern vorzugsweise großen Durchmessers zur Lagerung
der Walzen von Zuckerrohrmühlen u. dgl. Die Verwendung von Wälzlagern mit konischer
Bohrung des Innenringes ist allgemein üblich, wenn auf leichten Ein- und Ausbau
der Lager besonderer Wert gelegt wird. Dies trifft z. B. für Zuckerrohrmühlen zu,
bei denen ein periodisch sich wiederholender Aus-und Einbau der Walzenlager notwendig
ist, sei es, um die Walzenmäntel zu erneuern oder zwecks Generalüberholung der ganzen
Mahlanlage nach Beendigung der Kampagne.
-
Zur Befestigung von Lagern mit konischer Bohrung auf einem zylindrischen
Wellenzapfen sind Spann-oder Abziehhülsen bekannt. Diese beiden Arten unterscheiden
sich dadurch voneinander, daß eine Schraubmutter im einen Falle zum Festspannen
und im anderen Falle zum Herausziehen der Hülse dient. Spannhülsen werden bei glatten
Wellen, vor allem Transmissionswellen, verwendet, während Abziehhülsen bei Wellen
mit Bund gebräuchlich sind, der als Anlage für den inneren Lagerring dienen kann
und damit das Lager in axialer Richtung nach einer Seite hin sichert.
Grundsätzlich
lassen sich solche Spann- oder Abziehhülsen auch bei Lagern mit zylindrischer Bohrung
des Innenringes auf einem konischen Wellenzapfen verwenden; dazu braucht nur die
konische Anzugfläche der Hülse auf die Innenseite derselben verlegt zu werden. Eine
solche Anordnung ist aber verhältnismäßig selten.
-
Derartige Hülsen zwischen dem Lager und dem Wellenzapfen erleichtern
zwar den Ein- und Ausbau des ersteren insofern, als infolge ihrer Keilwirkung die
größte Reibung nur im Einbauzustand vorhanden ist und durch einen kurzen Ruck überwunden
werden kann. Immerhin tritt beim Ein- und Ausbau eines mittels einer solchen Hülse
befestigten Lagers an zwei Stellen ein Reibwiderstand auf, nämlich sowohl zwischen
Hülse und Welle als auch zwischen Hülse und Lagerinnenring. Dadurch ergibt sich
eine Gesamtreibungskraft, die bei Lagern großer Abmessungen in Durchmesser und/oder
Länge zu Montageschwierigkeiten führen kann. Ein weiterer Nachteil der Lagerbefestigung
mit Spann- oder Abziehhülse besteht darin, daß für den Sitz des Lagers die Abweichungen
einerseits der beiden zylindrischen, andererseits der beiden konischen Flächen von
den genauen Maßen von Einfluß sind, wodurch bei Überlagerung der Toleranzen das
Lager gegebenenfalls nur teilweise zum Tragen kommt.
-
Ferner ist zu berücksichtigen, daß der Sitz eines Lagers üblicherweise
nach der Montage durch Messen der Lagerluft kontrolliert wird. Solche Messungen
setzen gewisse Kenntnisse und Erfahrungen voraus, und es besteht die Gefahr, daß
die Schraubmutter der Hülse zu schwach oder zu stark angezogen wird. In beiden Fällen
muß mit einer vorzeitigen Zerstörung des Lagers gerechnet werden.
-
Zur Beseitigung der vorerwähnten Mängel geht die Erfindung von der
ebenfalls an sich bekannten Anordnung aus, bei welcher der mit einer konischen Bohrung
versehene Innenring eines Wälzlagers den entsprechend konischen Walzenzapfen unmittelbar
umgibt. Auch dabei hat man allerdings bisher den Montagevorgang mit solchen Maßnahmen
wie Messen, Nacharbeiten und gegebenenfalls mehrfaches Auf- und Wiederabziehen des
Lagerkörpers sowie mit der Verwendung besonderer Lehr- oder Abstandsringe belastet.
Das ist nicht nur zeitraubend, sondern erfordert auch Spezialkenntnisse und eignet
sich deshalb wenig z. B. für Zuckerrohrmühlen an ihren vorwiegend in überseeischen
Gebieten liegenden Verwendungsstellen.
-
Dazu kommt weiterhin, daß mit den vorerwähnten Maßnahmen und Hilfsmitteln
im allgemeinen nur jeweils ein bestimmter Lagerring zum richtigen Sitz auf einem
bestimmten Wellenzapfen gebracht wird und diesem dann immer zugeordnet bleiben muß.
Demgegenüber soll mit der Erfindung nicht nur die Montage derartiger Lageranordnungen
vereinfacht und auch ungeschulten Arbeitskräften ermöglicht, sondern darüber hinaus
eine beliebige Austauschbarkeit zwischen mehreren, für gleiche Sollmaße hergestellten
Lagerringen einerseits und Wellenzapfen andererseits erreicht werden.
-
In diesem Sinne besteht die Erfindung darin, daß die beiderseitigen
konischen Flächen schon bei der Herstellung so toleriert sind, daß das Lager bei
der Montage nur einmal aufgezogen zu werden braucht und ohne irgendwelche Messungen
sowie Neben- und Nacharbeiten sowie ohne Verwendung zusätzlicher Hilfsmittel ausschließlich
durch an sich bekanntes unmittelbares oder mittelbares Anliegen gegen einen Bund
der Walze oder genaues Abschneiden mit einem Absatz des Lagerzapfens in einer ganz
bestimmten axialen Stellung den gewünschten Sitz hat.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform
beispielsweise dargestellt. Die Abbildung läßt in axialer Richtung j e zur Hälfte
bis zur Symmetrieebene die Walze i und den auf dem mittleren Teil derselben angeordneten
Walzenmantel 2 einer Zuckerrohrmühle erkennen. Zwischen dem mittleren Teil und dem
ein Kupplungszahnrad 3 tragenden Endzapfen 4 ist die Walze im Bereich eines etwas
konisch verlaufenden Zwischenzapfens 5 in einem Wälzlager gelagert. Dieses besteht
aus einem den Walzenzapfen 5 unmittelbar umgebenden, mit einer entsprechend konischen
Bohrung versehenen Innenring 6, einem Außenring 7 und zwei Reihen dazwischen angeordneter,
tonnenförmiger Wälzkörper B. Der Außenring 7 ist von einem Lagerkörper g umgeben.
In axialer Richtung ist das Lager durch mit dem feststehenden Lagerkörper verbundene
Lagerdeckel Io, II und mit der Walze umlaufende Labyrinthbüchsen 12, 13 abgeschlossen,
zwischen denen an den ersteren beweglich geführte Dichtungsringe I4, 15 vorgesehen
sind. .
-
Das Nennmaß des kleinen Durchmessers und die Konizität des Walzenzapfens
5 sind schon bei der Herstellung so toleriert, daß das Lager beim Einbau ohne irgendwelche
sonstigen Maßnahmen nur bis in eine bestimmte Stellung, im vorliegenden Falle bis
zum Abschneiden der beim axialen Aufschieben hinteren Stirnseite mit dem Absatz
am verjüngten Ende des konischen Walzenzapfens, gebracht zu werden braucht, um die
für den richtigen Sitz des Lagers erforderliche Aufweitung des Innenringes 6 zu
erreichen. Die richtige Einbaustellung des Lagers kann auch in ebenfalls an sich
bekannter Weise dadurch gegeben sein, daß es bis gegen einen Walzenbund od. dgl.
als Anschlagfläche geschoben wird. Dabei ist es ferner möglich, einen oder mehrere
Distanzringe zwischen dem Lagerinnenring und dem Walzenbund anzuordnen.
-
Mit einer solchen Anordnung gemäß der Erfindung erübrigt sich beim
Einbau eines Lagers das Nachmessen der jeweiligen Radialluft, so daß diese Fehlerquelle
für den richtigen Sitz des Lagers ausgeschaltet ist. Man kann vielmehr durch Nachmessen
der Istmaße einerseits der Bohrung des Lagerinnenringes und andererseits des Walzenzapfens
sowie der Radialluft des Lagers schon vorher feststellen, ob die vorgeschriebenen
Toleranzen eingehalten sind und damit im Einbauzustand des Lagers der richtige Sitz
und die verlangte Restradialluft desselben erreicht werden. Dafür wird nachstehend
ein Zahlenbeispiel angeführt; es seien zwei Wälzlager mit konischer Bohrung vorhanden,
die auf zwei konische Wellenzapfen aufzubringen sind. Der innere bzw. äußere Nenndurchmesser
ist in beiden Fällen mit i7o mm angenommen
| Istmaß Sollmaß |
| Lagerbohrung |
| Lager I ......... 170,025 mm I70 + 0,25 mm |
| ±o |
| Lager II ........ I70,oI5 mm |
| Radialluft |
| Lager I ......... I55 µ I4o-2o0 |
| Lager II ........ I7o |
| Zapfendurchmesser |
| Zapfen I ........ I70,I3o mm I7o+o,I4omm |
| +o,I2Imm |
| Zapfen II ....... I70,125 mm |
Man rechnet nun üblicherweise so, daß nur 7o% des Übermaßes des Zapfens für die
aus der Aufweitung des Lagerinnenringes sich ergebende Verringerung der Lagerluft
wirksam werden. Demnach beträgt die Restradialluft für
Sie liegt also in beiden Fällen innerhalb der zulässigen Grenzen, wenn diese mit
minimal 40 µ und maximal I35 µ festgesetzt werden. Die letzteren Werte sind maßgebend
für die vorzuschreibenden Toleranzen, damit sie auch dann nicht überschritten werden,
wenn ein Lager mit den kleinsten (größten) Sollmaßen für den Innendurchmesser und
die Radialluft auf einen Zapfen mit dem größten (kleinsten) Sollmaß aufgebracht
wird.