WO2008025346A1 - Maschinenelement mit einem solldurchmesserindikator - Google Patents

Maschinenelement mit einem solldurchmesserindikator Download PDF

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WO2008025346A1
WO2008025346A1 PCT/DE2007/001546 DE2007001546W WO2008025346A1 WO 2008025346 A1 WO2008025346 A1 WO 2008025346A1 DE 2007001546 W DE2007001546 W DE 2007001546W WO 2008025346 A1 WO2008025346 A1 WO 2008025346A1
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machine element
indicator
ring
reference surface
bore
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PCT/DE2007/001546
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Stefan Scharting
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Schaeffler Kg
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    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
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    • F16C2226/10—Force connections, e.g. clamping
    • F16C2226/16—Force connections, e.g. clamping by wedge action, e.g. by tapered or conical parts

Definitions

  • the invention is in the field of general mechanical engineering and the required assembly or production of shaft / hub press connections.
  • the invention relates to a machine element having an axial bore, which has a nominal diameter in the unmounted state, wherein the axial bore is expandable during assembly to form a press fit to a specific nominal diameter.
  • shaft / hub press connection is to be understood as meaning any type of connection in which a bore made in undersize is applied to a joint partner produced in excess and thus forming a press fit, for example by pressing the joining partner into the bore or pushing the machine element onto the joining partner.
  • connection forces have a direct influence on the reliability and load capacity of this connection. They are generated and controlled by the elastic widening of the axial bore of one joining partner (eg a hub) or the corresponding elastic compression of the other joining partner (eg a shaft). Therefore, the assurance and control of the correct seat, so the defaults or expansion of the axial bore is of considerable importance.
  • Pushing a machine element with an axial bore on the corresponding joint partner can be done by means of ring piston press, the seat or the correct seating position of the machine element can be controlled by a dial gauge. Especially with conical holes, this is relatively expensive and the quality of the connection depends on the experience and the care of the installer.
  • the starting point of the pushing-in movement has to be identified by a predetermined starting pressure and then pushed by the annular piston press of the joining partners until the dial indicator indicates a Aufheiebeweg that corresponds to the (desired from the cone) desired widening of the bore.
  • the reduction in radial clearance could serve as a measure of the tightness of the bearing inner ring.
  • the measurement of the radial clearance is associated with a high error rate and requires a high degree of experience and skill of the installer.
  • the object of the present invention is to provide a machine element of the type mentioned in such a way that with simple means during assembly recognizable or controllable, whether the axial bore of the machine element in the assembled state reaches the required after the interpretation of the compound nominal diameter Has.
  • a core idea of the invention is thus to use the expansion of the axial bore in addition to reduce an initially existing game or a detectable distance between a reference surface, such as a hole near surface of a groove in the bore near material of the machine element, and the indicator element and the Measure geometries so that the play on reaching the target diameter - and thus the target position - to zero.
  • This can be detected by simple means, for example by means of a gauge, optically or by checking the relative movement between indicator element and reference surface.
  • the invention is advantageously used in cylindrical bores to check whether the axial bore has undergone sufficient expansion in the mounted position.
  • a first significant advantage of the invention is that the machine element with the indicator element can form a structural unit, so that the assembly so far no additional aids such as measuring devices or the like. Requires and the fitter is always at hand.
  • a further significant advantage is that the machine element according to the invention is also provided with the indicator element in the case of multiple or renewed mounting, and thus also on site, e.g. during maintenance or disassembly with subsequent assembly is still available. With the machine element according to the invention, in addition, a need-based inspection of the connection is possible.
  • the machine element according to the invention can also be installed correctly and reliably under predetermined widening of the axial bore by less experienced fitters.
  • the indicator element is positively connected to the machine element. This allows it to be connected in a particularly simple manner captive with the rest of the machine element and realize the relevant, above-described advantages.
  • the indicator element is an indicator ring. This is in the preparation and handling of the test, for. B. by testing the friction and thus the seating position, particularly simple and advantageous.
  • the indicator ring cooperates with a bore-related circumferential reference surface and is dimensioned so that when reduced to zero clearance, the friction between the indicator ring and reference surface is so high that the ring is stuck and can not be rotated manually.
  • the indicator element has a control surface which is dimensioned and arranged with respect to a fixed reference surface so that control surface and reference surface are on reaching the desired diameter in a common area, so to speak aligned. The achievement of the nominal diameter can thus be recognized particularly simply visually or by means of keys, because the human sense of touch is particularly sensitive for the feel of smooth or step-shaped surface transitions (also by the so-called "nail test").
  • the reference surface is formed by the outer shell of a arranged next to an annular indicator element reference ring.
  • the reference ring may preferably - as well as the indicator element - be positively connected to the machine element.
  • the machine element is a roller bearing and the board of the inner bearing ring forms the cooperating with the indicator element reference surface.
  • the invention can also find in any shaft / hub connections; especially when the machine element is a gear or a clutch.
  • FIG. 1 shows a side view of a first machine element according to the invention before assembly
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a second machine element according to the invention
  • FIG. 3 the detail D from FIG. 2 in an enlarged view
  • Figure 4 shows a longitudinal section through a third inventive machine element
  • Figure 5 shows the detail D of Figure 4 in an enlarged view.
  • Figure 1 shows a side view of an inventive machine element 1 in the form of a hub with an axial bore 2. From the hub 1, only the near-well area 3 is shown; the radially adjoining and, for example - when the machine element is designed as a gear - ending at a sprocket area is broken away as indicated and not shown.
  • the axial bore has an inner diameter 6, which in the present (not yet) assembled state corresponds to the nominal diameter 7.
  • nominal diameter is to be understood as meaning the width of the bore 2 which is unloaded or unaltered by external force.
  • the shaft 11 has an outer diameter 12. It can be seen that the bore 2 is made in undersize, while the shaft 11 is made in Ü Berdorf, bore and shaft 11 thus form a press fit to realize a press fit in the mounted state. As is obvious to the person skilled in the art, the relationship between inner diameter 6 and outer diameter 12 is shown in an exaggerated manner in FIG. 1-for better visualization of aspects essential to the invention. In fact, under- or oversize, depending on the overall dimensions, is in the range of less than 1/1000 to 1/10 mm. Between the outer diameter 12 of the shaft 11 and the inner diameter 6 of the bore 2 there is a difference of 2 * ü.
  • the axial bore is widened in a conventional manner to the predetermined nominal diameter 13 in order to be firmly fixed on the shaft due to the elastic elongation of the machine element to form a press fit.
  • This can be done by means of a hydraulic press, wherein prior to the actual assembly, the machine element (hub) can be heated to preheat and the shaft can be cooled.
  • the nominal diameter 13 corresponds in this example approximately to the outer diameter 12, since in the present illustration, the diameter compression of the shaft should be neglected.
  • a hydraulic assembly can also be used here.
  • During hydraulic assembly grooves and holes are made in the shaft. Through these grooves and holes oil is supplied by pressure, which facilitates the overall assembly.
  • a circumferential groove or recess 14 is provided on one side of the hub 1.
  • the recess 14 is delimited by one of the bore-remote, axially extending side wall 16 and a bore-near, axially extending side wall 17.
  • the side wall 16 and / or 17 serves in the manner described below as a reference surface for the indicator element 15th
  • the side wall 17 also moves radially outwardly by substantially the same amount.
  • the play of the indicator element 15 is reduced to zero and the indicator element is fixed in the recess 14.
  • the game by suitable choice of the geometry of recess 14 and indicator ring 15 can be designed exactly so that the ring when reaching the desired position or the target diameter manually no longer movable, so in particular about the longitudinal axis 19 is no longer rotatable.
  • the installer is given a simple, advantageously integrated into the machine element control gauge in hand, with which he can check at the initial installation, but also at later re-assemblies or inspections, whether the elongation of the axial bore corresponds to the desired nominal diameter.
  • This is particularly advantageous in conical fits, because with the Aufschiebeweg the elongation of the axial bore increases steadily.
  • the assembler can thus iteratively test during assembly by checking the rotatability of the indicator element as to whether the desired expansion and thus the precalculated radial forces realizing the interference fit have already been achieved.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a second machine element according to the invention in the form of a roller bearing (eg spherical roller bearing, cylindrical roller bearing, etc.) 20 with an inner 21 and outer bearing ring 22, in the form of pendulum arranged in a manner known per se - Or cylindrical rollers 23 and an axial bore 24 which is configured conical in this case.
  • the inner ring 21 and the only partially shown region of a corresponding shaft 25, on which the roller bearing 20 has already been pushed and mounted, are each designed conically to one another.
  • indicator elements in the form of indicator rings 28, 29 are provided on the edges 26, 27 thereof. These are held by an extension 30, 31 in a circumferential groove 32, 33 form-fitting and thus captive.
  • the shelves 26, 27 function insofar as cooperating reference surfaces for the indicator elements 28, 29.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail D of FIG. 2 in the area of the indicator ring 29.
  • Figure 4 shows a longitudinal section through a third machine element according to the invention in the form of a rolling bearing (eg spherical roller bearing, cylindrical roller bearing, etc.) 40 with an inner 41 and outer bearing ring 42, arranged therebetween in a conventional manner rolling elements in the form of pendulum or Cylindrical rollers 43 and an axial bore 44 which is conical in this case.
  • the inner ring 41 and the only partially shown region of a corresponding shaft 45, on which the roller bearing 40 has already been pushed and mounted, are each designed to be conically conical.
  • indicator elements in the form of indicator rings 48, 49 are provided on the edges 46, 47.
  • a circumferential reference ring 54, 55 is provided, each with a lateral surface serving as a reference surface 56, 57, each of which itself (see also Figure 5) has an extension 58, 59.
  • the reference surface is formed in each case by a further component (reference rings 54, 55), which means a slightly higher Bautele band;
  • the reference surfaces can be made very accurate and inexpensive, since they can be formed only relatively small overall.
  • the extensions 58, 59 also engage in the grooves 52, 53 and thus hold the reference rings 54, 55 in their desired position.
  • the reference rings 54, 55 are fixedly connected to the inner ring 41.
  • FIG. 5 shows in greater detail the detail D from FIG. 4 in the region of the indicator ring 49.
  • Inner ring 41 and thus also the indicator ring 49 (and accordingly also the indicator ring 48) is stretched radially, namely until its respective outer circumferential control surface (lateral surface) 60, 61 reaches the same height or the same radius as the reference surface 57 or 58.
  • the indicator rings are then aligned with their lateral surfaces with the respective reference surface , In other words, reference surface and indicator surface are then in the same coaxial circumferential surface (common lateral surface).
  • the reference rings 54, 55 as well as the indicator rings 48, 49 are each flush, i. without play, on. Ideally, this is sufficient.
  • these elements typically have few variations in the range of a few tenths of a micrometer, for example, by a small phase or degree, making assembly difficult to implement. For this reason, it is particularly advantageous for the assembly, if one of these rings has a smaller game and the other ring has a slightly larger game. After assembly of a ring with the smaller game must then rest firmly and thus at least manually no longer be movable, whereas the other ring with the slightly larger clearance after installation is not tight, that is. this ring can be loose and turned manually. For example, it can be provided that the respective indicator ring 48, 49 has a lesser clearance and thus rests firmly after assembly and the reference ring 54, 55 has a comparatively larger clearance.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Maschinenelement (1) mit einer Axialbohrung (2), die im unmontierten Zustand einen Nenndurchmesser (7) aufweist, wobei die Axialbohrung (2) bei der Montage unter Bildung eines Presssitzes auf einen bestimmten Solldurchmesser (13) aufweitbar ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein derartiges Maschinenelement so auszubilden, dass mit einfachen Mitteln bei der Montage erkennbar bzw. kontrollierbar ist, ob die Axialbohrung des Maschinenelements im montierten Zustand den nach der Auslegung der Verbindung erforderlichen Solldurchmesser erreicht hat. Dazu ist ein Indikatorelement (15) vorgesehen, das mit Spiel gegenüber einer Referenzfläche (16, 17) angeordnet ist, wobei sich das Spiel bei Erreichen des Solldurchmessers (13) auf Null reduziert.

Description

MASCHINENELEMENT MIT EINEM SOLLDURCHMESSERINDIKΛTOR
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des allgemeinen Maschinenbaus und der dabei erforderlichen Montage bzw. Herstellung von Wellen/Naben-Press- Verbindungen.
Die Erfindung betrifft ein Maschinenelement mit einer Axialbohrung, die im unmontierten Zustand einen Nenndurchmesser aufweist, wobei die Axialbohrung bei der Montage unter Bildung eines Presssitzes auf einen bestimmten Solldurchmesser aufweitbar ist.
Unter dem Begriff Welle/Nabe-Pressverbindung soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Art von Verbindung verstanden werden, bei der eine im Untermaß gefertigte Bohrung auf einen im Übermaß gefertigten und so eine Presspassung bildenden Fügepartner aufgebracht wird, beispielsweise durch Einpressen des Fügepartners in die Bohrung bzw. Aufschieben des Maschinenelements auf den Fügepartner. Bei der Montage von Wellen/Nabenverbindungen mittels Presssitz, insbesondere bei konisch ausgebildeten Nabenbohrungen und korrespondierenden konischen Wellen(abschnitten), hat die genaue Einstellung der ge- wünschten Verbindungskräfte erhebliche Bedeutung. Diese Verbindungskräfte haben nämlich unmittelbaren Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit dieser Verbindung. Sie werden durch die elastische Aufweitung der Axialbohrung des einen Fügepartners (z.B. einer Nabe) bzw. der korrespondierenden elastischen Kompression des anderen Fügepartners (z.B. einer Welle) erzeugt und gesteuert. Deshalb kommt der Sicherstellung und Kontrolle des korrekten Sitzes, also der vorgabengemäßen Weitung oder Dehnung der Axialbohrung erhebliche Bedeutung zu.
Das Aufschieben eines Maschinenelementes mit einer Axialbohrung auf den korrespondierenden Fügepartner kann mittels Ringkolbenpresse erfolgen, wobei der Sitz bzw. die korrekte Sitzposition des Maschinenelements mittels Messuhr kontrolliert werden kann. Insbesondere bei konischen Bohrungen ist dies relativ aufwendig und die Qualität der Verbindung von der Erfahrung und der Sorgfalt des Monteurs abhängig. Hier muss nämlich bislang der Startpunkt der Aufdrückbewegung durch einen vorgegebenen Startdruck identifiziert und anschließend mittels der Ringkolbenpresse der Fügepartner soweit aufgeschoben werden, bis die Messuhr einen Aufschiebeweg anzeigt, der der (aus dem Konus ableitbaren) gewünschten Weitung der Bohrung entspricht.
Es ist unter dem Handelsnamen SensorMount® der Firma SKF (vgl. dazu Intemetseite http://195.222.249.54/mountinq/pdf/de/sensormount.pdf) auch ein System bekannt, das den Sitz bzw. die Weitung der Axialbohrung des einen Fügepartners durch unmittelbar in Bohrungsnähe angebrachte Senso- ren, z.B. Dehnungsmessstreifen, erfasst. Dies erfordert jedoch einen erheblichen technischen Aufwand, elektrische Energie, eine Auswerteeinrichtung und ist kostenaufwendig. Die Sensoren sind nach der Montage in der Regel nicht wieder verwendbar, weil deren elektrischen Verbindungen nach dem Montagevorgang gekappt werden müssen, so dass dieses System nur bei der Erstmontage anwendbar ist.
Bei Wälzlagern könnte schließlich die Verringerung der Radialluft als Maß für den Festsitz des Lagerinnenrings dienen. Die Messung der Radialluft ist jedoch mit großer Fehlerquote behaftet und erfordert ein hohes Maß an Erfahrung und Geschicklichkeit des Monteurs.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Maschinenelement der eingangs genannten Art so auszubilden, dass mit einfachen Mitteln bei der Montage erkennbar bzw. kontrollierbar ist, ob die Axialbohrung des Maschinenelements im montierten Zustand den nach der Auslegung der Verbindung erforderlichen Solldurchmesser erreicht hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Maschinenelement der eingangs genannten Art, bei dem ein Indikatorelement mit Abstand gegenüber einer Referenzfläche angeordnet ist, wobei sich der Abstand bei Erreichen des Solldurchmessers auf Null reduziert.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht also darin, die Aufweitung der Axialbohrung zusätzlich dazu zu nutzen, ein zunächst bestehendes Spiel oder einen detektierbaren Abstand zwischen einer Referenzfläche, beispielsweise einer bohrungsnahen Fläche einer Nut in dem bohrungsnahen Material des Maschinenelements, und dem Indikatorelement zu reduzieren und dabei die Geometrien so zu bemessen, dass das Spiel mit Erreichen der Solldurchmessers - und damit der Sollposition - zu Null wird. Dies ist mit einfachen Mitteln, beispielsweise mittels einer Lehre, optisch oder durch Prüfung der Relativbewegung zwischen Indikatorelement und Referenzfläche detektier- bar. Die Erfindung ist vorteilhaft bei zylindrischen Bohrungen einsetzbar, um zu überprüfen, ob die Axialbohrung in der montierten Position eine ausreichende Weitung erfahren hat.
Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Maschinenelement mit dem Indikatorelement eine bauliche Einheit bilden kann, so dass die Montage insoweit keine zusätzlichen Hilfsmittel wie Messgeräte oder dgl. erfordert und dem Monteur stets zur Hand ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das erfindungsgemäße Maschinenelement auch bei mehrfacher bzw. erneuter Montage mit dem Indikatorelement versehen ist und somit auch vor Ort z.B. bei Wartungsarbeiten oder Demontage mit anschließender Montage weiterhin verfügbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Maschinenelement ist zudem eine bedarfsweise Inspektion der Verbindung möglich. Außerdem kann das erfindungsgemäße Maschinenele- ment auch von weniger geübten Monteuren korrekt und zuverlässig unter vorbestimmter Weitung der Axialbohrung montiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Indikatorelement formschlüssig mit dem Maschinenelement verbunden. Dadurch kann es in besonders einfacher Weise unverlierbar mit dem übrigen Maschinenelement verbunden sein und die diesbezüglichen, vorbeschriebenen Vorteile realisieren.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Indi- katorelement ein Indikatorring. Dieser ist in der Herstellung und in der Handhabung bei der Prüfung, z. B. durch Prüfung der Reibung und damit der Sitzposition, besonders einfach und vorteilhaft. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn der Indikatorring mit einer bohrungsnahen umlaufenden Referenzfläche kooperiert und so bemessen ist, dass bei auf Null reduziertem Spiel die Reibung zwischen Indikatorring und Referenzfläche so hoch ist, dass der Ring festsitzt und sich manuell nicht mehr drehen lässt. Für die Montage ist es besonders vorteilhaft, wenn das Indikatorelement eine Kontrollfläche aufweist, die in Bezug auf eine fest angeordnete Referenzfläche so bemessen und angeordnet ist, dass sich Kontrollfläche und Referenzfläche bei Erreichen des Solldurchmessers in einer gemeinsamen Fläche befinden, also sozusagen fluchten. Das Erreichen des Solldurchmessers lässt sich damit nämlich besonders einfach optisch oder durch Tasten erkennen, weil der menschliche Tastsinn für das Fühlen glatter bzw. stufenförmiger Flächenübergänge (auch durch so genannte "Nagelprobe") besonders sensibel ist.
Konstruktiv kann diese Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft realisiert sein, indem die Referenzfläche von dem Außenmantel eines neben einem ringförmigen Indikatorelement angeordneten Referenzringes gebildet ist.
Dabei kann der Referenzring bevorzugt - so wie auch das Indikatorelement - formschlüssig mit dem Maschinenelement verbunden sein.
Die vorstehend genannten und auch nachfolgend sich noch ergebenden bzw. der Beschreibung entnehmbaren Vorteile der Erfindung machen diese bereits bei Maschinenelementen mit einer zylindrischen Bohrung sehr wertvoll. Besonders bevorzugt ist jedoch ein Einsatz bei Maschinenelementen, bei denen die Bohrung eine konische Bohrung ist. Hier kommt es nämlich ganz besonders auf den korrekten Sitz und somit auf die Aufschubposition oder Einschubtiefe des korrespondierenden, durch seine konische Außen- form die Aufweitung der Axialbohrung bewirkenden Fügepartners an. Ein zu weites Einschieben könnte nämlich zu einer zu starken Materialbelastung bzw. einer Belastung im plastischen Bereich und damit zu einer Schädigung der Fügepartner führen. Bei zu geringer Ein- bzw. Aufschubtiefe hingegen könnten die so erzeugten Fügekräfte zu gering sein und deshalb der Press- sitz nicht die gewünschte Festigkeit erlangen. Nach einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung ist das Maschinenelement ein Wälzlager und der Bord des inneren Lagerrings bildet die mit dem Indikatorelement kooperierende Referenzfläche. Damit lässt sich die bei Lagern besonders kritische Weitung der Lagerbohrung zuverlässig mit besonders geringem Aufwand kontrollieren bzw. überprüfen, da der ohnehin bei vielen Lagerbauformen vorhandene Bord eines Lagerringes in Zusatzfunktion als Referenzfläche fungiert.
Vorteilhafte Anwendung kann die Erfindung darüber hinaus bei jedweden Wellen/Naben-Verbindungen finden; insbesondere wenn das Maschinenelement ein Zahnrad oder eine Kupplung ist.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich auch oder ergänzend aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Dabei zeigen:
Figur 1 in Seitenansicht ein erstes erfindungsgemäßes Maschinen- element vor der Montage,
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Maschinenelement,
Figur 3 das Detail D aus Figur 2 in vergrößerter Darstellung,
Figur 4 einen Längsschnitt durch ein drittes erfindungsgemäßes Maschinenelement und
Figur 5 das Detail D aus Figur 4 in vergrößerter Darstellung. Figur 1 zeigt in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Maschinenelement 1 in Form einer Nabe mit einer Axialbohrung 2. Von der Nabe 1 ist nur der bohrungsnahe Bereich 3 dargestellt; der sich radial anschließende und beispielsweise - wenn das Maschinenelement als Zahnrad ausgeführt ist - an einem Zahnkranz endende Bereich ist wie angedeutet weg gebrochen und nicht dargestellt. Die Axialbohrung hat einen Innendurchmesser 6, der im vorliegenden (noch) nicht montierten Zustand dem Nenndurchmesser 7 entspricht. Unter Nenndurchmesser ist im Rahmen dieser Erfindung die durch äußere Krafteinwirkung unbelastete bzw. unveränderte Weite der Bohrung 2 zu verstehen.
Nur gestrichelt angedeutet ist der Rand 10 eines Ende bzw. der Stirnseite einer Welle 11. Die Welle 11 hat einen Außendurchmesser 12. Man erkennt, dass die Bohrung 2 im Untermaß gefertigt ist, während die Welle 11 im Ü- bermaß gefertigt ist, Bohrung 2 und Welle 11 also eine Presspassung bilden, um im montierten Zustand einen Presssitz zu realisieren. Wie für den Fachmann selbstverständlich erkennbar, ist in Figur 1 - zur besseren Sichtbarmachung erfindungswesentlicher Aspekte - die Relation zwischen Innendurchmesser 6 und Außendurchmesser 12 vollkommen übertrieben darge- stellt; tatsächlich liegen Unter- bzw. Übermaß je nach Gesamtabmessungen im Bereich weniger 1/1000 bis 1/10 mm. Zwischen dem Außendurchmesser 12 der Welle 11 und dem Innendurchmesser 6 der Bohrung 2 besteht eine Differenz von 2*ü.
Bei der Montage wird die Axialbohrung in an sich bekannter Weise auf den vorbestimmten Solldurchmesser 13 geweitet, um aufgrund der elastischen Dehnung des Maschinenelements unter Bildung eines Presssitzes fest auf der Welle fixiert zu werden. Dies kann mittels hydraulischer Presse erfolgen, wobei vor der eigentlichen Montage das Maschinenelement (Nabe) zur Vor- weitung erwärmt und die Welle gekühlt werden kann. Der Solldurchmesser 13 entspricht in diesem Beispiel annähernd dem Außendurchmesser 12, da in der vorliegenden Darstellung die Durchmesserkompression der Welle vernachlässigt werden soll.
Für die Montage kann hier beispielsweise auch eine Hydraulikmontage verwendet werden. Bei der Hydraulikmontage werden in der Welle Nuten und Bohrungen eingebracht. Über diese Nuten und Bohrungen wird durch Druck Öl zugeführt, was insgesamt die Montage erleichtert.
An der einen Seite der Nabe 1 ist eine umlaufende Nut oder Ausnehmung 14 vorgesehen. Darin befindet sich ein Indikatorelement 15. Dieses ist hier als umlaufender Ring ausgebildet, könnte aber auch als offener Ring, Teilring oder nur kreisabschnittsweise vorgesehen sein. Der Ring 15 (Indikatorelement) hat seinerseits in der Ausnehmung einen Abstand bzw. ein radiales Spiel von 2*s, wobei das Maß s dem Maß ü entspricht (s = ü). Die Ausnehmung 14 ist von einer der bohrungsfernen, sich axial erstreckenden Seitenwand 16 und einer bohrungsnahen, sich axial erstreckenden Seitenwand 17 begrenzt. Die Seitenwand 16 und/oder 17 dient in nachfolgend beschriebener Weise als Referenzfläche für das Indikatorelement 15.
Wenn die Axialbohrung wie vorstehend schon erläutert bei der Montage auf den Solldurchmesser geweitet wird, bewegt sich auch die Seitenwand 17 im Wesentlichen um denselben Betrag 2*ü gemäß der Weitung radial nach außen. Dadurch vermindert sich das Spiel des Indikatorelements 15 auf Null und das Indikatorelement wird in der Ausnehmung 14 fixiert. Beispielsweise kann das Spiel durch geeignete Wahl der Geometrie von Ausnehmung 14 und Indikatorring 15 genau so ausgelegt sein, dass der Ring bei Erreichen der Sollposition bzw. des Solldurchmessers manuell nicht mehr bewegbar, also insbesondere um die Längsachse 19 nicht mehr drehbar ist. Damit ist dem Monteur eine einfache, vorteilhaft in das Maschinenelement integrierte Kontrolllehre an die Hand gegeben, mit der er bei der Erstmontage, aber auch bei späteren erneuten Montagen oder bei Inspektionen prüfen kann, ob die Dehnung der Axialbohrung dem gewünschten Solldurchmesser entspricht. Dies ist besonders vorteilhaft bei konischen Passungen, weil mit dem Aufschiebeweg die Dehnung der Axialbohrung stetig zunimmt. Der Monteur kann hier also während der Montage durch Prüfen der Drehbarkeit des Indi- katorelements iterativ testen, ob die gewünschte Dehnung und damit die vorberechneten, den Presssitz realisierenden Radialkräfte bereits erreicht ist bzw. sind.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Ma- schinenelement in Form eines Wälzlagers (z. B. Pendelrollenlagers, Zylinderrollenlagers, etc.) 20 mit einem inneren 21 und äußeren Lagerring 22, dazwischen in an sich bekannter Art angeordneten Wälzkörpern in Form von Pendel- oder Zylinderrollen 23 und einer Axialbohrung 24, die in diesem Fall konisch ausgestaltet ist . Der Innenring 21 und der nur ausschnittsweise ge- zeigte Bereich einer korrespondierenden Welle 25, auf der das Wälzlager 20 bereits aufgeschoben und montiert ist, sind jeweils aufeinander abgestimmt konisch ausgebildet. Beiderseits des Innenrings 21 sind auf dessen Borden 26, 27 Indikatorelemente in Form von Indikatorringen 28, 29 vorgesehen. Diese sind durch einen Fortsatz 30, 31 in einer umlaufenden Nut 32, 33 formschlüssig und damit unverlierbar gehalten. Die Borde 26, 27 fungieren insoweit als kooperierende Referenzflächen für die Indikatorelemente 28, 29.
Figur 3 zeigt vergrößert das Detail D aus Figur 2 im Bereich des Indikatorrings 29. Beim Aufschieben des Lagers 20 auf die Welle 25 wird wie zuvor beschrieben der Innenring 21 und damit auch der Indikatorring 29 (und entsprechend auch der Indikatorring 28) radial gedehnt und zwar soweit, bis das (in Figur 2 und 3 nicht erkennbare) Spiel zwischen dem jeweiligen Ring 28, 29 und der ihm zugeordneten, bohrungsnahen Referenzfläche zu Null wird und sich die Indikatorringe 28, 29 nicht mehr, jedenfalls nicht mehr manuell (oder mit einem vorgegebenen Drehmoment) um die Längsachse bewegen oder drehen lassen. Auch hier ist nach dem Prinzip verfahren, dass sich der korrekte Sitz des Lagers 20 auf der Welle 21 und damit die korrekte Einstellung der Radialkräfte zur Presssitzerzeugung über die Bewegbarkeit der Indikatorelemente 28, 29 bei der Montage überprüfen bzw. kontrollieren lässt.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein drittes erfindungsgemäßes Maschinenelement in Form eines Wälzlagers (z. B. Pendelrollenlagers, Zylinderrollenlagers, etc.) 40 mit einem inneren 41 und äußeren Lagerring 42, dazwischen in an sich bekannter Art angeordneten Wälzkörpern in Form von Pendel- oder Zylinderrollen 43 und einer Axialbohrung 44, die in diesem Fall konisch ausgestaltet ist . Der Innenring 41 und der nur ausschnittsweise gezeigte Bereich einer korrespondierenden Welle 45, auf der das Wälzlager 40 bereits aufgeschoben und montiert ist, sind jeweils aufeinander abgestimmt konisch ausgebildet. Beiderseits des Innenrings 41 sind auf dessen Borden 46, 47 Indikatorelemente in Form von Indikatorringen 48, 49 vorgesehen. Diese sind durch einen Fortsatz 50, 51 in einer umlaufenden Nut 52, 53 formschlüssig und damit unverlierbar gehalten. Außerdem ist jeweils parallel zu den Indikatorringen ein umlaufender Referenzring 54, 55 mit je einer als Referenzfläche 56, 57 dienenden Mantelfläche vorgesehen, der jeweils selbst (vgl. dazu auch Figur 5) einen Fortsatz 58, 59 aufweist. Hier ist also die Referenzfläche jeweils von einem weiteren Bauteil (Referenzringe 54, 55) gebildet, was zwar einen geringfügig höheren Bautelebedarf bedeutet; allerdings lassen sich hier die Referenzflächen besonders maßgenau und preiswert fertigen, da sie insgesamt nur relativ klein ausgebildet sein können. Die Fortsätze 58, 59 greifen gleichfalls in die Nuten 52, 53 ein und halten damit die Referenzringe 54, 55 in ihrer Sollposition. Die Referenzringe 54, 55 sind fest mit dem Innenring 41 verbunden.
Nachfolgend wird zusätzlich auf die Figur 5 Bezug genommen, die vergrö- ßert das Detail D aus Figur 4 im Bereich des Indikatorrings 49 zeigt. Beim
Aufschieben des Lagers 40 auf die Welle 45 wird wie zuvor beschrieben der
Innenring 41 und damit auch der Indikatorring 49 (und entsprechend auch der Indikatorring 48) radial gedehnt und zwar soweit, bis seine jeweilige äußere umlaufende Kontrollfläche (Mantelfläche) 60, 61 dieselbe Höhe bzw. denselben Radius erreicht wie die Referenzfläche 57 bzw. 58. Die Indikatorringe fluchten dann mit ihren Mantelflächen mit der jeweiligen Referenzflä- che. Mit anderen Worten: Referenzfläche und Indikatorfläche liegen dann in derselben koaxialen umlaufenden Fläche (gemeinsame Mantelfläche). Damit ist die korrekte Einstellung der Radialkräfte zur Presssitzerzeugung bei der Montage einfach überprüfbar bzw. kontrollierbar.
In dem eben beschriebenen Beispiel der Figuren 4 und 5 liegen der Referenzring 54, 55 sowie der Indikatorring 48, 49 jeweils bündig, d.h. ohne Spiel, an. Idealerweise ist dies auch ausreichend. Allerdings weisen diese Elemente typischerweise geringe Variationen im Bereich von einigen Zehntel Mikrometer auf, beispielsweise durch eine kleine Phase oder ein Grad, wodurch die Montage schwierig zu implementieren ist. Aus diesem Grunde ist es insbesondere für die Montage vorteilhaft, wenn einer dieser Ringe ein kleineres Spiel und der jeweils andere Ring ein etwas größeres Spiel aufweist. Nach der Montage muss der eine Ring mit dem kleineren Spiel dann fest anliegen und somit zumindest manuell nicht mehr bewegbar sein, wohingegen der andere Ring mit dem etwas größeren Spiel nach der Montage nicht fest anliegt, d.h. dieser Ring kann lose sein und manuell gedreht werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Indikatorring 48, 49 ein geringeres Spiel aufweist und somit nach der Montage fest anliegt und der Referenzring 54, 55 ein demgegenüber größeres Spiel aufweist.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern lässt sich im Rahmen des allgemeinen fachmännischen Handelns und Wissens selbstverständlich in mannigfaltiger Art und Weise abändern und modi- fizieren. Bezugszeichenliste
D Detail s radiales Spiel ü Differenz
1 Maschinenelement
2 Axialbohrung
3 bohrungsnaher Bereich 6 Innendurchmesser
7 Nenndurchmesser
10 Rand
11 Welle
12 Außendurchmesser
13 Solldurchmesser
14 Ausnehmung
15 Indikatorelement
16 Seitenwand (Referenzfläche)
17 Seitenwand (Referenzfläche)
19 Längsachse
20 Maschinenelement
21 innerer Lagerring
22 äußerer Lagerring
23 Pendelrollen
24 Axialbohrung
25 Welle
26, 27 Borde (Referenzflächen)
28, 29 Indikatorringe 30, 31 Fortsätze 32, 33 Nuten
40 Wälzlager 41 innerer Lagerring
42 äußerer Lagerring
43 Pendel- oder Zylinderrollen
44 Axialbohrung
45 Welle 46, 47 Borde
48, 49 Indikatorringe
50, 51 Fortsätze
52, 53 Nuten 54, 55 Referenzring
56, 57 Referenzfläche
58, 59 Fortsatz
60, 61 Kontrollfläche
60, 61

Claims

Patentansprüche
1. Maschinenelement (1) mit einer Axialbohrung (2), die im unmontierten Zustand einen Nenndurchmesser (7) aufweist, wobei die Axialbohrung (2) bei der Montage unter Bildung eines Presssitzes auf einen be- stimmten Solldurchmesser (13) aufweitbar ist, gekennzeichnet durch ein Indikatorelement (15), das mit einem Abstand gegenüber einer Referenzfläche (16, 17) angeordnet ist, wobei sich der Abstand Spiel bei Erreichen des Solldurchmessers (13) auf Null reduziert.
2. Maschinenelement nach Anspruch 1 , dadu rch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (28, 29) formschlüssig mit dem Maschinenelement (20) verbunden ist.
3. Maschinenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (15; 28, 29) ein Indikatorring ist.
4. Maschinenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikatorring (15; 28, 29) mit einer bohrungsnahen umlaufenden Referenzfläche (16, 17; 27, 28) kooperiert und so bemessen ist, dass bei auf Null reduziertem Abstand die Reibung zwischen Indikatorring (15; 28, 29) und Referenzfläche (16, 17; 27, 28) so hoch ist, dass sich der Indikatorring (15; 28, 29) manuell nicht mehr drehen lässt.
5. Maschinenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (48, 49) eine Kontrollfläche (60, 61) aufweist, die in Bezug auf eine fest angeordnete Referenzfläche (56, 57) so bemessen und angeordnet ist, dass die Kontrollfläche und Referenzflä- che bei Erreichen des Solldurchmessers in einer gemeinsamen Fläche befinden.
6. Maschinenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzfläche (56, 57) von dem Außenmantel eines neben einem ringförmigen Indikatorelement (48, 49) angeordneten Referenzringes (54, 55) gebildet ist.
7. Maschinenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzring (54, 55) formschlüssig mit dem Maschinenelement (40) verbunden ist.
8. Maschinenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung eine konische Bohrung (24) ist.
9. Maschinenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenelement (20) ein Wälzlager ist und dass der Bord (27) des inneren Lagerrings (21) die mit dem Indikatorelement (29) koope- rierende Referenzfläche bildet.
10. Maschinenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenelement (1) ein Zahnrad, oder eine Kupplung ist.
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