NL9402211A - Werkwijze voor het monteren van conische voorwerpen, alsmede hydraulische moer voor gebruik bij die werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het monteren van conische voorwerpen, alsmede hydraulische moer voor gebruik bij die werkwijze.

De uitvinding betreft het onderwerp van het monteren van conisch gevormde voorwerpen. Een voorbeeld op dit gebied is het monteren van een lager op een conische zitting. Bij het monteren van dergelijke voorwerpen, worden inwendige spanningen opgewekt waardoor een klempassing wordt verkregen. Het conische voorwerp wordt gerekt, terwijl de as wordt samengedrukt. De voorwerpen waar het om gaat kunnen verschillende werktuigbouwkundige onderdelen of machine-onderdelen omvatten, zoals tandwielen, lagers en dergelijke.

Hoewel hoge inwendige spanningen tot een juiste klempassing leiden moet ervoor gezorgd worden dat de voorwerpen niet overbelast worden teneinde kruip- en scheurvorming te vermijden. Aan de andere kant moeten ook lage spanningen worden vermeden met het oog op de problemen van vreten of spanningscorrosie.

Volgens een bekende werkwijze worden de voorwerpen gemonteerd door een kracht van een zekere grootte op te brengen. De bedoeling is dat daardoor de juiste verplaatsing van de voorwerpen met betrekking tot elkaar wordt verkregen teneinde de gewenste inwendige spanningen op te wekken. Het nadeel vein deze bekende werkwijze is dat deze gepaard gaat met onnauwkeurigheden die voortvloeien uit de onvoorspelbare wrijving tussen de voorwerpen.

Het doel van de uitvinding is derhalve een werkwijze te verschaffen voor het monteren van een hol voorwerp voorzien van een conisch gevormde opening, zoals een conische ring, op een conische as, welke een voorspelbaar resultaat verschaft. Volgens de uitvinding omvat die werkwijze de stappen van het - installeren van het holle voorwerp op de as teneinde de conische gevormde oppervlakken van dat voorwerp en de as tegen elkaar aan te brengen, het verplaatsen van het holle voorwerp naar een startpositie ter verschaffing van een aanvankelijke klempassing, - het verplaatsen van het holle voorwerpen over een vooraf bepaalde afstand vanaf de aanvangspositie ter verschaffing van een eindklempassing.

Bij het verplaatsen van het holle voorwerp naar zijn startpositie, wordt rekening gehouden met alle afwijkingen in de vorm of oppervlakteruwheid van de voorwerpen, welke afwijking tot een onvoorspelbaar, niet lineair gedrag leiden. Over de baan van de startpositie naar de eindpositie, blijkt het gedrag van de voorwerpen goed voorspelbaar te zijn, waardoor een nauwkeurige montage wordt verkregen.

In bijna alle gevallen kan een goed gedefinieerde startpositie worden verkregen ingeval het holle voorwerp naar de startpositie wordt verplaatst door daarop een vooraf bepaalde axiale kracht uit te oefenen. Voor deze gevallen kan de kracht die benodigd is voor het verkrijgen van die startpositie empirisch worden bepaald.

De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor het monteren van de binnenste, inwendig conisch gevormde ring van een wentellager op een as. Een dergelijk lager bezit een verhoudingsgewijze grote radiale inwendige speling tussen de wentelelementen aan de ene kant, en de ringen aan de andere kant, in niet gemonteerde toestand, en een kleinere, nominale radiale inwendige speling in gemonteerde toestand.

Volgens de bekende praktijk, wordt de speling gewoonlijk gecontroleerd door middel van een voelmaat. Een dergelijke voelmaat wordt gestoken tussen een wentelelement en een loopvlak, teneinde de speling vast te stellen. Bij het verplaatsen van de binnenste ring over de as, wordt deze speling verminderd. Het is duidelijk dat deze werkwijze lastig en tijdrovend is, gezien het feit dat na elke keer verplaatsen van de binnenste ring, de voelmaat weer ingestoken moet worden. Continue metingen zijn niet mogelijk aangezien het montageproces elke keer dat de voelmaat wordt ingestoken, moet worden onderbroken.

Verder zou dit proces gemakkelijk te overbelastingen kunnen leiden in het geval de binnenste ring te ver verplaatst zou blijken te zijn.

Verder kan de lagerruimte tussen de ringen en de wentelelementen niet altijd goed toegankelijk zijn voor het insteken van de voelmaat, in het bijzonder in een machine-omgeving. Vaak wordt een hydraulische moer toegepast voor het verplaatsen van de binnenste ring, waardoor de beschikbare toegang verder wordt verminderd.

Dit probleem wordt verder verergerd in het geval afgedichte wentellagers worden toegepast. De afdichtingen aan beide zijden verhinderen het insteken van de voelmaat geheel.

Tenslotte zouden onjuiste aflezingen kunnen worden verkregen in gevallen waarbij de ringen en de wentelelementen niet juist zijn gecentreerd.

Het doel van de uitvinding is derhalve het verschaffen van een werkwijze welke deze nadelen niet heeft. Volgens de uitvinding wordt dit bereikt door het verplaatsen van de binnenste ring van de aanvankelijke positie naar de eindpositie over een zodanige afstand dat de nominale radiale inwendige speling wordt verkregen. De afstand tussen de startpositie en de eindpositie kan nauwkeurig worden berekend op basis van de tapsheid van de binnenste ring en de as.

Voor alle betreffende wentellagers, kan de kracht die benodigd is voor het bereiken van de startpositie, samen met de afstand tussen de startpositie en de eindpositie, in een tabel worden opgenomen ter verschaffing van een referentiegids welke een juiste montageprocedure mogelijk maakt.

Bij voorkeur wordt de startpositie verkregen door het aanbrengen van een axiale kracht die een radiale inwendige spelingsvermindering opwekt van 0,09 x 10“3 x d (d * diameter van binnenste ring). Deze krachten kunnen empirisch worden bepaald en in een tabel worden opgenomen.

Verder wordt, bij voorkeur, uitgaande van de startpositie, de eindpositie van de binnenste ring bereikt door de binnenste ring te verplaatsen over een afstand welke een radiale inwendige spelingsvermindering opwekt van 0,6 x 10*3 x d (d = diameter van binnenste ring). De afstanden kunnen worden afgeleid uit de tapsheid van de voorwerpen, en eveneens in de tabel worden opgenomen.

De uitvinding betreft verder een hydraulische moer voor gebruik bij de werkwijze voor het monteren van een hol voorwerp met een conisch gevormde opening, zoals een conische ring, of een conische as, omvattende een moerlichaam met een ringvormige, coaxiale holte alsmede een ringvormige zuiger die verplaatsbaar is in die holte.

Op zich zijn dergelijke hydraulische noeren bekend. Teneinde de moer geschikt te maken voor toepassing in de werkwijze volgens de uitvinding, worden meetmiddelen verschaft voor het meten van de axiale verplaatsing van de ringvormige zuiger met betrekking tot het moerlichaam.

Bij voorkeur bezit het moerlichaam een axiaal gat waarin een meetinrichting kan worden gemonteerd, en bezit de zuiger een referentie die gedetecteerd kan worden door een taster van de meetinrichting. De taster kan een axiaal verplaatsbare pin omvatten stekend uit het axiale gat, terwijl de zuiger een aanslagoppervlak kan hebben waartegen de pen kan rusten. Teneinde mogelijke verkeerde uitlijningen te compenseren, kunnen meer dan één, bijvoorbeeld drie, regelmatig verdeelde meetinrichtingen, bijvoorbeeld klokindicators worden toegepast.

De zuiger kan een radiaal naar buiten wijzende flens bezitten die het aanslagoppervlak vormt.

De uitvinding zal verder worden toegelicht onder verwijzing naar verschillende in de figuren getoonde uitvoeringen.

Figuur 1 toont een totaalaanzicht van het onderwerp van de uitvinding.

Figuur 2 toont een schema behorend bij de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuren 3~6 tonen vier verschillende uitvoeringen van een sferisch rollager bij het monteren op de as.

Figuur 1 toont een rollager 1, omvattende een binnenste ring 2, die een conisch gevormd binnenste oppervlak bezit, een buitenste ring 3 met een sferische loopbaan, alsmede twee rijen rollen 4.

Het sferische rollager 1 wordt gemonteerd op asstomp 5. die een conisch gevormd deel 6 omvat, alsmede een van schroefdraad voorzien deel 7.

Op het van schroefdraad voorziene deel 7 is een hydraulische moer 8 geschroefd. Deze hydraulische moer 8 omvat een moerlichaam 9 dat een coaxiale ringvormige kamer 10 bezit. In die kamer 10 is een ringvormige zuiger 11 verschuifbaar opgenomen. Door middel van afdichtingen 12, is de zuiger 11 afgedicht met betrekking tot de cilindrische wanden van kamer 10.

Door middel van connector 13. is de kamer 10 verbonden aan een hydraulische slang 14, die op zijn beurt aan een hydraulische pomp 15 ie verbonden. De olie kan uit pomp 15 worden verpompt door handgreep 16 op en neer te bewegen. Meter 17 toont de oliedruk.

Zoals weergegeven in figuur 1, rust zuiger 11 tegen de binnenste ring 2 van het sferische rollager 1. Door olie in kamer 10 te pompen, wordt ring 2 op het conisch gevormde deel 6 van asstomp 5 gedreven.

Zuiger 11 bezit ook een radiaal naar buiten wijzende flens 18, waartegen meetpen 19 rust. Deze pen vormt onderdeel van een afstand-meetinrichting 20, welke een van schroefdraad voorzien huis 21 omvat dat is geschroefd in een boring 22 voorzien in moerlichaam 9· Klokindicator 23 is verbonden aan de axiaal beweegbare pen 19, teneinde de meting van de relatieve axiale verplaatsing tussen moerlichaam 9 en zuiger 11 mogelijk te maken. Zoals genoemd wordt het in figuur 1 weergegeven systeem gebruikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Voor een beschrijving van deze werkwijze wordt verwezen naar zowel figuur 1 als 2.

Bij het monteren van het sferische rollager 1 op asstomp 5· wordt lager 1, in het bijzonder de binnenste ring 2 daarvan, over asstomp 5 verschoven totdat de conisch gevormde oppervlakken van de binnenste ring 2 en de asstomp 5 tegen elkaar aan komen te liggen. In die positie, bestaat nog geen of nauwelijks enige klemwerking. Deze positie van het sferische rollager is aangeduid met A (nul-positie) in figuur 2.

Vervolgens wordt de binnenste ring 2 geplaatst naar de startpositie B door olie in kamer 10 van hydraulische moer 8 te pompen.

Voor het verkrijgen van deze startpositie B vereist de kracht van de druk kan worden afgelezen uit een tabel waarin voor alle relevante afmetingen van rollager 1, deze waarden zijn opgenomen. Deze waarden zijn empirisch bepaald. Gebleken is dat een startpositie, die overeenkomt met een bepaalde kleine aanvankelijke klemming, bereikt wordt wanneer een vermindering in de radiale inwendige lagerspeling van 0,09 x 10'3 x d is bereikt. De bij een dergelijke radiale inwendige spelingvermindering behorende waarden zijn in de tabel openomen.

Zodra de startpositie B is bereikt, wordt de binnenste ring 2 verplaatst over een afstand S, naar de eindpositie C. De afstand Sa kan ook uit een tabel worden afgelezen. Deze afstanden zijn berekend op basis van de tapsheid van het voorwerp, in combinatie met het voorschrift dat een vermindering in de radiale inwendige lagerspeling van 0,6 x 10~3 x d mm moet worden bereikt. Met referentie S is de afstand weergegeven tussen de positie waarin het lager met de hand is aangebracht, en de eindpositie.

De axiale verplaatsingsafstanden die nodig zijn voor het bereiken van deze toestand kunnen ook uit een tabel worden afgelezen. Er wordt op gewezen dat een vermindering van 0,6 x 10 '3 x d mm optreedt bij het verplaatsen van de binnenste ring vanuit de startpositie B naar zijn eindpositie C.

Zoals weergegeven in de figuren 3 en 4, kan de werkwijze zowel toegepast worden in gevallen waar slechts één schuivend oppervlak voorkomt (figuren 3 en 4), als wel in gevallen waar twee schuivende oppervlakken voorkomen (figuren 5 en 6).

Figuur 3 komt overeen met het geval van figuur 1; in figuur 4 is een secundaire huls 24 voorzien. Deze huls 24 bezit een cilindrische boring, die is aangebracht op cilindrische as 25. Het buitenste oppervlak van de huls 24 is gedeeltelijk tapsvormig, en is gedeeltelijk cilindrisch met schroefdraad teneinde daarop de hydraulische moer 8 te monteren.

In het geval van figuur 5 heeft de binnenste ring 2 een vaste positie. De binnenste ring 2 rust tegen een ring 26, die op zijn beurt tegen een aanslag 27 van as 28 rust. De secundaire huls 24 verschuift nu in de richting van de pijl 29, waarbij hij zowel over de binnenste ring 2 als wel over de as 25 verschuift.

Dezelfde situatie, waarin verschuiven over twee oppervlakken optreedt, is weergegeven in figuur 6. Ook hier verschuift de ring 30, die cilindrisch is aan de binnenzijde, en tapsvormig aan de buitenzijde, tussen de binnenste ring 2 en as 28. In het geval van de figuren 5 en 6, is natuurlijk een grotere kracht benodigd voor het verkrijgen van de startpositie B. De krachten in deze situaties kunnen ook empirisch worden verkregen, en opgenomen worden in een tabel.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het monteren van een hol voorwerp (2) met een conisch gevormde opening, zoals een conische ring, op een conische as (6), omvattende de stappen van het installeren van het holle voorwerp op de as teneinde de conisch gevormde oppervlakken van dat voorwerp en de as tegen elkaar aan te brengen (A), - het verplaatsen van het holle voorwerp naar een startpositie (B) ter verschaffing van een aanvankelijke klempassing, het verplaatsen van het holle voorwerp over een vooraf bepaalde afstand (Ss) uit de aanvankelijke positie naar een eindpositie (C) ter verkrijging van een eindklempassing.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 waarbij het holle voorwerp (2) naar de startpositie (B) wordt verplaatst door daarop een vooraf bepaalde axiale kracht uit te oefenen.

3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de elastische expansie van het holle voorwerp in de startpositie (B) 5%-20% bedraagt van de elastische expansie in de eindpositie (C).

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 voor het monteren van de binnenste, inwendig conisch gevormde ring (2) van een wentellager op een as (6), welke lager een verhoudingsgewijze grote radiale inwendige speling tussen de wentelelementen (4) aan de ene kant, en de ringen (2, 3) aan de andere kant bezit, in niet gemonteerde toestand, en een smallere, nominale radiale inwendige speling in gemonteerde toestand, waarbij de binnenste ring (2) uit de aanvankelijke positie (B) naar de eindpositie (C) verplaatst wordt over een zodanige afstand dat de nominale radiale inwendige speling wordt verkregen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de startpositie (B) wordt verkregen door het opbrengen van een axiale kracht die een radiale inwendige spelingvermindering opwekt van 0,09 * 10'3 x d (d = diameter van binnenste ring).

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5 waarbij, uitgaand van de startpositie (B) de eindpositie (C) van de binnenste ring (2) wordt verkregen door de binnenste ring te verplaatsen over een afstand welke een radiale inwendige spelingvermindering opwekt van 0,6 x 10~3 x d (d * diameter van binnenste ring).

7. Hydraulische moer (8) voor gebruik bij de werkwijze voor het monteren van een hol voorwerp met een conisch gevormde opening, zoals een conische ring (2), op een conische as (6), omvattende een moerlichaam (9) met een ringvormige, coaxiale holte (10) alsmede een ringvormige zuiger (11) die in die holte (10) verplaatsbaar is, met het kenmerk, dat meetmiddelen (19, 20, 21, 23) zijn voorzien voor het meten van de axiale verplaatsing van de ringvormige zuiger (11) met betrekking tot het moerlichaam (9)·

8. Moer volgens conclusie 7 waarbij het moerlichaam (9) en axiaal gat (22) bezit waarin een meetinrichting (19, 21) kan worden gemonteerd, en de zuiger (11) een referentie (18) bezit die gedetecteerd kan worden door een taster (19) van de meetinrichting (20).

9. Moer volgens conclusie 8, waarbij de taster een axiaal verplaatsbare pen (19) is die steekt uit het axiale gat (22) en de zuiger (11) een aanslagoppervlak (18) bezit waartegen de pen (19) kan rusten.

10. Moer volgens conclusie 9· waarbij de zuiger (11) een radiaal naar buiten wijzende flens (18) bezit die het aanslagoppervlak vormt.