WO2008037249A1 - Apparatus for testing the mounting of a machine element having an axial bore - Google Patents

Apparatus for testing the mounting of a machine element having an axial bore Download PDF

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WO2008037249A1
WO2008037249A1 PCT/DE2007/001668 DE2007001668W WO2008037249A1 WO 2008037249 A1 WO2008037249 A1 WO 2008037249A1 DE 2007001668 W DE2007001668 W DE 2007001668W WO 2008037249 A1 WO2008037249 A1 WO 2008037249A1
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axial bore
reference surface
machine element
mounting
bore
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PCT/DE2007/001668
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Stefan Scharting
Henri Van Der Knokke
Original Assignee
Schaeffler Kg
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Definitions

  • Test device for mounting a machine element with an axial bore
  • shaft / hub press connection is to be understood as meaning any type of connection in which an undersized bore is applied to an oversized joining partner to form a press fit, for example by pressing the joining partner into the bore or groove Pushing the machine element onto the joining partner.
  • the invention relates to a test device for mounting a machine element with an axial bore, which is expandable during assembly to a joining partner to form a press fit to a specific nominal diameter.
  • a test device for mounting a machine element with an axial bore, which is expandable during assembly to a joining partner to form a press fit to a specific nominal diameter.
  • the connecting forces are generated and controlled by the elastic widening of the axial bore of one joining partner (eg a hub) or the elastic compression of the other joining partner (eg a shaft).
  • the connection forces have a direct influence on the reliability and resilience of this connection, which is why the assurance and control of the correct seat, so the default expansion or elongation of the axial bore, is of considerable importance.
  • the sliding of a machine element with an axial bore on the corresponding joining partner can be carried out with the aid of an annular piston press, the seat or the correct position of the machine element can be controlled with a dial gauge.
  • 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 predetermined by a predetermined starting pressure and then the joining partner has to be pushed until the dial gauge indicates a pushing-on path which, for joining partners with conical joining surfaces, is the desired widening of the bore (derivable from the cone) equivalent.
  • the reduction of the radial clearance could serve as a measure of the correct fit of the bearing inner ring.
  • the measurement of the radial clearance is faulty and requires a high level of experience and skill of the installer.
  • the object of the present invention is to provide a device with which is easily recognizable or controllable during assembly, whether the axial bore of the machine element in the assembled state, the fertilization required according to the design of the compound nominal diameter or extent has reached.
  • a test device of the type mentioned in which on the machine element, a circumferential reference surface is provided, which extends in the assembly according to the expansion of the axial bore in the circumferential direction, and in a separate, before mounting on the reference surface mounted on circumferential test element is provided which has at least one measuring element which detects the elongation in its circumferential direction.
  • a core idea of the invention is thus to detect the change in length of the reference surface in the circumferential direction as a measure of the desired (and to be controlled) widening of the axial bore by surrounding it with a rotating test element.
  • at least one measuring element also referred to as a measuring sensor
  • the longitudinally dependent output values or measured values generated by the measuring element can be displayed directly or else brought to the evaluation and display.
  • a first significant advantage of the invention is that the proper assembly and expansion of the axial bore can be monitored or controlled with a simple design and thus inexpensive, robust, yet reliable arrangement without the fitter needs extensive experience in this regard.
  • the device according to the invention can be used multiple times or when reassembling, so that in contrast to the mentioned SensorMount® system, the predominantly cost-determining measuring unit or the sensor element is not lost. With the device according to the invention, if necessary, a check of the connection is easily possible.
  • the measuring element is a strain gauge. Strain gauges are commercially available as commercially available components, tested in their handling and application and their measurements are with conventional evaluation circuits, eg. B. so-called bridge circuits, reliably evaluated.
  • the test element is a tension band, which is clamped on the reference surface by means of a tensioning device.
  • the device according to the invention can be installed easily and reliably on site before the actual joining process begins.
  • the clamping device is a toggle lever lock. It would also be conceivable if the clamping device is designed as a screw, turnbuckle or the like.
  • An advantageous development of the invention provides that the measuring element transmits the measurement values representing elongation wirelessly to an evaluation unit.
  • An advantage of this development is that the transmitted measured values are conveniently stored in the evaluation unit z. B. can be stored, processed and / or displayed or displayed.
  • the wireless transmission (for example via "bluetooth") of the measured values to an external evaluation device is particularly advantageous since the installer does not have to establish or pay attention to a cable connection between the tensioning strap and the evaluation device and mounting environment may be very cumbersome - direct reading of readings unbound.
  • the machine element is a roller bearing and the board of the inner bearing ring has the reference surface.
  • the invention can also find in any shaft / hub connections; especially when the machine element is a gear or a clutch.
  • Figure 1 is a test element of a test device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a roller bearing provided with a testing device according to the invention.
  • Figure 1 shows a test element 1, which is designed as a narrow clamping band.
  • the tension band 1 has a diameter 2 which corresponds approximately to the diameter of a reference surface (not shown in FIG.
  • the strap has a closure 4, which works on the toggle lever principle.
  • a rotary lever 5 is pivotally mounted about an axis of rotation 6 and generates a bias during the closing, so that the diameter 2 is reduced to such an extent that the clamping band rests in any case sufficiently firmly on the reference surface.
  • the tension band is at least one measuring element 7 in the form of a Deh integrated measuring strip 8.
  • a plurality of such measuring elements 7 or strain gauges 8 are arranged distributed over the circumference.
  • the strain gauge (s) may be connected by a cable (not shown) to an evaluation unit 12 provided on the tension band.
  • an evaluation unit 12 provided on the tension band.
  • four strain gauges can be provided and evaluated in a bridge circuit known per se, and the evaluation results can be processed and displayed as measured values in the evaluation unit. It is also conceivable to mittein the measurement results of the individual strain gauges.
  • the evaluation unit 12 can also contain a radio module 14 with which the measured values and / or the processed data of the evaluation unit 12 can be transmitted to an external evaluation device.
  • FIG. 2 shows a roller bearing 21 provided with a device 20 according to the invention.
  • the tensioning band 1 which is designed in accordance with the tensioning strap shown in FIG. 1 and described above, is shown and guided around a concentric circumferential surface 23 of a lateral rim 24 of the inner race 25 of the rolling bearing is.
  • the surface 23 here forms the circumferential reference surface 26.
  • the clamping band is tightened as described above by means of the toggle lever on the surface 23.
  • the length of the tension band 1 corresponds to the nominal diameter of the inner ring 25 in the undeveloped state prior to assembly.
  • the evaluation unit 12 is connected to the measuring element 7 and, as described, has an energy-autonomous transmitter which, if necessary, transmits the measurement results 27 to an external evaluation unit 28.
  • the transmission of the measurement signals or measured values from the measuring element 7 to the evaluation unit 12 contained in the clamping band 1 can also be wireless, or a direct transmission from the measuring elements to the external evaluation unit 28 can take place.
  • the circumferential outer surface of the lateral rim of the inner ring 25 located on the other side of the roller bearing, which is not visible in FIG. 2 can likewise be provided with a tension band.
  • the roller bearing 21 has a conical axial bore 29 into which a (not shown) shaft can be pressed in the direction of arrow P for mounting.
  • 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.
  • the tensioning band After the tensioning band has been applied to the reference surface (s) 26 as described above, the tensioning band is first adjusted to compensate for manufacturing tolerances and any irregularities in the tensioning of the tensioning band (zeroing of the evaluation unit 12 or 28).
  • the axial bore is applied in a manner known per se to the joining partner, eg a conical shaft section, and widened to a predetermined nominal diameter by pushing or pressing in order to form a press fit against the shaft section due to the elastic expansion of the bearing inner ring 25 the rolling bearing is fixed on the shaft portion.
  • the roller bearing heated to Vor shimmerung and the shaft can be cooled.
  • the fitter pushes the rolling bearing onto the shaft section until the evaluation unit 28 displays a final value 30 corresponding to the desired position.

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Abstract

The invention relates to an apparatus for testing the mounting of a machine element (21) having an axial bore (29) which, during mounting on a joining partner, can be widened to a particular desired diameter so as to form a press fit. In order to provide an apparatus which can be used, with simple means, to detect or monitor during mounting whether the axial bore of the machine element, when mounted, has reached the desired diameter required according to the design of the connection, a circumferential reference surface (26), which stretches in the circumferential direction during mounting in a manner corresponding to the widening of the axial bore (29), and a separate circumferential testing element (1), which can be applied to the reference surface (26) before mounting and has at least one measuring element (7) that detects the stretching in its circumferential direction, are provided on the machine element (21).

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Prüfvorrichtung für die Montage eines Maschinenelements mit einer AxialbohrungTest device for mounting a machine element with an axial bore
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des allgemeinen Maschinenbaus und der dabei erforderlichen Montage bzw. Herstellung von Wellen/Naben- Pressverbindungen. 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 unter Bildung einer Presspassung auf einen im Übermaß gefertigten Fügepartner aufgebracht wird, beispielsweise durch Einpressen des Fügepartners in die Bohrung bzw. Aufschieben des Maschinenelements auf den Fügepartner.The invention is in the field of general mechanical engineering and the required assembly or production of shaft / hub press joints. In the context of the present invention, the term shaft / hub press connection is to be understood as meaning any type of connection in which an undersized bore is applied to an oversized joining partner to form a press fit, for example by pressing the joining partner into the bore or groove Pushing the machine element onto the joining partner.
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für die Montage eines Maschinenelements mit einer Axialbohrung, die bei der Montage auf einem Fügepartner unter Bildung eines Presssitzes auf einen bestimmten Solldurchmesser aufweitbar ist. Bei der Montage von Wellen/Naben-Pressverbindungen, insbesondere bei konisch ausgebildeten Nabenbohrungen und korrespondierenden konischen Wellen(abschnitten), ist die genaue Einstellung der gewünschten Verbindungskräfte bzw. die Weitung der Nabe von besonderer Bedeutung. Die Verbindungskräfte werden durch die elastische Aufweitung der Axialbohrung des einen Fügepartners (z.B. einer Nabe) bzw. der elastischen Kompression des anderen Fügepartners (z.B. einer Welle) erzeugt und gesteuert. Die Verbindungskräfte haben unmittelbaren Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit dieser Verbindung, weshalb der Sicherstellung und Kontrolle des korrekten Sitzes, also der vorgabengemäßen Weitung oder Dehnung der Axialbohrung, erhebliche Bedeutung zukommt.The invention relates to a test device for mounting a machine element with an axial bore, which is expandable during assembly to a joining partner to form a press fit to a specific nominal diameter. In the assembly of shaft / hub press-fit connections, in particular with conical hub bores and corresponding conical shafts (sections), the precise adjustment of the desired connection forces or the widening of the hub is of particular importance. The connecting forces are generated and controlled by the elastic widening of the axial bore of one joining partner (eg a hub) or the elastic compression of the other joining partner (eg a shaft). The connection forces have a direct influence on the reliability and resilience of this connection, which is why the assurance and control of the correct seat, so the default expansion or elongation of the axial bore, is of considerable importance.
Das Aufschieben eines Maschinenelementes mit einer Axialbohrung auf den korrespondierenden Fügepartner kann mit Hilfe einer Ringkolbenpresse er- folgen, wobei der Sitz bzw. die korrekte Position des Maschinenelements mit einer 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 Start- druck vorgegeben und anschließend mittels der Ringkolbenpresse der Fügepartner soweit aufgeschoben werden, bis die Messuhr einen Aufschiebeweg anzeigt, der bei Fügepartnern mit konischen Fügeflächen der (aus dem Konus ableitbaren) gewünschten Weitung der Bohrung entspricht.The sliding of a machine element with an axial bore on the corresponding joining partner can be carried out with the aid of an annular piston press, the seat or the correct position of the machine element can be controlled with 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. In this case, the starting point of the pushing-in movement has to be predetermined by a predetermined starting pressure and then the joining partner has to be pushed until the dial gauge indicates a pushing-on path which, for joining partners with conical joining surfaces, is the desired widening of the bore (derivable from the cone) equivalent.
Es ist unter dem Handelsnamen SensorMount® der Firma SKF (vgl. dazu Internetseite http://195.222.249.54/mounting/pdf/de/sensormount.pdf) ein System bekannt, das die Weitung der Axialbohrung des einen Fügepartners durch unmittelbar in Bohrungsnähe angebrachte Sensoren erfasst. Dies erfordert jedoch einen hohen technischen Aufwand und ist kostenaufwendig. Die Sensoren sind nach der Montage nicht wieder verwendbar, weil deren elektrische Verbindungen zu einer Auswerteeinrichtung nach der Montage gekappt werden müssen. Deshalb ist dieses System nur bei der Erstmontage anwendbar.It is known under the trade name SensorMount® the company SKF (see Internet page http://195.222.249.54/mounting/pdf/de/sensormount.pdf), a system that mounted the widening of the axial bore of a joining partner by directly near the hole Sensors detected. However, this requires a high technical effort and is expensive. The sensors are not reusable after assembly because their electrical connections to an evaluation must be cut after assembly. Therefore, this system is only applicable for initial assembly.
Bei Wälzlagern könnte schließlich die Verringerung der Radialluft als Maß für den korrekten Sitz des Lagerinnenrings dienen. Die Messung der Radialluft ist jedoch fehlerbehaftet und erfordert ein hohes Maß an Erfahrung und Geschicklichkeit des Monteurs.For rolling bearings, finally, the reduction of the radial clearance could serve as a measure of the correct fit of the bearing inner ring. The measurement of the radial clearance, however, is faulty and requires a high level of experience and skill of the installer.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der mit einfachen Mitteln bei der Montage erkennbar bzw. kontrollierbar ist, ob die Axialbohrung des Maschinenelements im montierten Zustand den nach der Auslegung der Verbin- düng erforderlichen Solldurchmesser bzw. Weitung erreicht hat.Against this background, the object of the present invention is to provide a device with which is easily recognizable or controllable during assembly, whether the axial bore of the machine element in the assembled state, the fertilization required according to the design of the compound nominal diameter or extent has reached.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der an dem Maschinenelement eine umlaufende Referenzfläche vorgesehen ist, die sich bei der Montage entsprechend der Aufweitung der Axialbohrung in Umfangsrichtung längt, und bei der ein separates, vor der Montage auf die Referenzfläche aufgelegtes umlaufendes Prüfelement vorgesehen ist, das mindestens ein Messelement aufweist, das die Längung in seiner Umfangsrichtung erfasst.This object is achieved by a test device of the type mentioned, in which on the machine element, a circumferential reference surface is provided, which extends in the assembly according to the expansion of the axial bore in the circumferential direction, and in a separate, before mounting on the reference surface mounted on circumferential test element is provided which has at least one measuring element which detects the elongation in its circumferential direction.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht also darin, als Maß für die gewünschte (und zu kontrollierende) Aufweitung der Axialbohrung die Längenänderung der Referenzfläche in Umfangsrichtung zu erfassen, indem diese mit einem umlaufenden Prüfelement umgeben wird. In dem Prüfelement ist mindestens ein Messelement (auch als Mess-Sensor bezeichnet) so ange- ordnet oder integriert, dass es die Längung der Referenzfläche bzw. des Prüfelementes erfasst. Die von dem Messelement generierten, längungsabhängigen Ausgangswerte bzw. Messwerte können unmittelbar angezeigt oder aber zur Auswertung und Anzeige gebracht werden.A core idea of the invention is thus to detect the change in length of the reference surface in the circumferential direction as a measure of the desired (and to be controlled) widening of the axial bore by surrounding it with a rotating test element. In the test element, at least one measuring element (also referred to as a measuring sensor) is arranged or integrated in such a way that it detects the elongation of the reference surface or of the test element. The longitudinally dependent output values or measured values generated by the measuring element can be displayed directly or else brought to the evaluation and display.
Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die vorschriftsmäßige Montage und Aufweitung der Axialbohrung mit einer einfach aufgebauten und somit preiswerten, robusten, aber dennoch zuverlässigen Anordnung überwacht bzw. kontrolliert werden kann, ohne dass der Monteur diesbezüglich umfassende Erfahrungen benötigt.A first significant advantage of the invention is that the proper assembly and expansion of the axial bore can be monitored or controlled with a simple design and thus inexpensive, robust, yet reliable arrangement without the fitter needs extensive experience in this regard.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrfach bzw. bei erneuter Montage angewendet werden kann, dass also im Gegensatz zu dem erwähnten System SensorMount® die ü- berwiegend die Kosten bestimmende Messeinheit bzw. das Sensorelement nicht verloren sind. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zudem bedarfsweise eine Überprüfung der Verbindung einfach möglich.Another significant advantage is that the device according to the invention can be used multiple times or when reassembling, so that in contrast to the mentioned SensorMount® system, the predominantly cost-determining measuring unit or the sensor element is not lost. With the device according to the invention, if necessary, a check of the connection is easily possible.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Messelement ein Dehnungs-Messstreifen. Dehnungs-Messstreifen sind als handelübliche Bauelemente kostengünstig erhältlich, in ihrer Handhabung und Anwendung erprobt und ihre Messwerte sind mit üblichen Auswerteschaltungen, z. B. so genannten Brückenschaltungen, zuverlässig auswertbar. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Messelement auch als SAW-Chip (SAW = Sur- face Accoustic Wafe Filter) ausgebildet sein. Denkbar wären selbstverständ- lieh auch anders ausgebildete Messelemente, welche geeignet sind eine Längung in der Umfangsrichtung zu erfassen.According to an advantageous embodiment of the invention, the measuring element is a strain gauge. Strain gauges are commercially available as commercially available components, tested in their handling and application and their measurements are with conventional evaluation circuits, eg. B. so-called bridge circuits, reliably evaluated. In an alternative embodiment, the measuring element can also be designed as a SAW chip (SAW = surface acoustic Wafe filter). It would be conceivable, of course, also differently designed measuring elements, which are suitable to detect an elongation in the circumferential direction.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Prüfelement ein Spannband, das mittels einer Spanneinrichtung auf die Re- ferenzfläche aufgespannt ist. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vor Ort einfach und zuverlässig installiert werden, bevor der eigentliche Fü- geprozess beginnt. Für eine einfache Montage bzw. spätere Demontage des Spannbandes erweist es sich als besonders günstig, wenn die Spanneinrichtung ein Kniehebelverschluss ist. Denkbar wäre es auch, wenn die Spanneinrichtung als Verschraubung, Spannschloss oder dergleichen ausgebildet ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the test element is a tension band, which is clamped on the reference surface by means of a tensioning device. Thus, the device according to the invention can be installed easily and reliably on site before the actual joining process begins. For easy installation or later disassembly of the Tensioning tape proves to be particularly advantageous if the clamping device is a toggle lever lock. It would also be conceivable if the clamping device is designed as a screw, turnbuckle or the like.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Messelement die Längung repräsentierende Messwerte drahtlos an eine Auswerteeinheit übermittelt. Ein Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass die übertragenen Messwerte komfortabel in der Auswerteeinheit z. B. gespei- chert, aufbereitet und/oder angezeigt oder dargestellt werden können. Besonders vorteilhaft ist die drahtlose (z. B. über „bluetooth") Übertragung der Messwerte an eine externe Auswerteeinrichtung, da der Monteur insoweit auch keine Kabelverbindung zwischen Spannband und Auswerteeinrichtung herstellen bzw. beachten muss. Zudem ist der Monteur von einem - je nach Montagesituation und Montageumgebung u.U. sehr mühsamen - direkten Ablesen der Messwerte entbunden.An advantageous development of the invention provides that the measuring element transmits the measurement values representing elongation wirelessly to an evaluation unit. An advantage of this development is that the transmitted measured values are conveniently stored in the evaluation unit z. B. can be stored, processed and / or displayed or displayed. The wireless transmission (for example via "bluetooth") of the measured values to an external evaluation device is particularly advantageous since the installer does not have to establish or pay attention to a cable connection between the tensioning strap and the evaluation device and mounting environment may be very cumbersome - direct reading of readings unbound.
Die vorstehend genannten und auch nachfolgend sich noch ergebenden bzw. der Beschreibung entnehmbaren Vorteile der Erfindung machen diese bereits bei Maschinenelementen mit einer zylindrischen Axialbohrung sehr wertvoll. Besonders bevorzugt ist jedoch ein Einsatz der Erfindung bei Maschinenelementen mit konischer Axialbohrung. Hier kommt es nämlich ganz besonders auf den korrekten Sitz und somit auf die Aufschubposition oder Einschubtiefe des korrespondierenden, durch seine konische Außenform die Aufweitung der Axialbohrung bestimmenden 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 Einschubtiefe hingegen könnten die so erzeugten Fügekräfte zu gering sein und deshalb der Presssitz nicht die ge- wünschte Festigkeit erlangen. Nach einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung ist das Maschinenelement ein Wälzlager und der Bord des inneren Lagerrings weist die Referenzfläche auf. Damit lässt sich die bei Lagern besonders kritische Weitung des Innenrings zuverlässig mit geringem Aufwand kontrollieren bzw. überprüfen, da der ohnehin bei vielen Lagerbauformen vorhandene Bord eines Lagerringes in Zusatzfunktion als Referenzfläche fungiert.The advantages of the invention mentioned above, as well as those which follow or are apparent from the description, make them very valuable even in machine elements with a cylindrical axial bore. However, particularly preferred is an application of the invention in machine elements with conical axial bore. In this case, it is particularly important to have the correct seat and thus the postponement or insertion depth of the corresponding joining partner determining the widening of the axial bore due to its conical outer shape. Too much insertion could lead to an excessive material load or a load in the plastic area and thus to damage the joining partners. If the insertion depth is too low, on the other hand, the joining forces thus generated could be too low and therefore the interference fit could not achieve the desired strength. According to a preferred development of the invention, the machine element is a roller bearing and the board of the inner bearing ring has the reference surface. Thus, the particularly critical widening of the inner ring for bearings can be reliably checked or checked with little effort, since the board of a bearing ring which is already present in many bearing designs functions as a reference surface in additional function.
Vorteilhafte Anwendung kann die Erfindung darüber hinaus bei jedweden Wellen/Naben-Verbindungen finden; insbesondere wenn das Maschinen- element ein Zahnrad oder eine Kupplung ist.Advantageous application, the invention can also find in any shaft / hub connections; especially when the machine element is a gear or a clutch.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich auch oder ergänzend aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further advantages and aspects of the invention will become apparent or supplementary from the following description of the invention with reference to the drawings.
Dabei zeigen jeweils in perspektivischer Ansicht:In each case show in perspective view:
Figur 1 ein Prüfelement einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung undFigure 1 is a test element of a test device according to the invention and
Figur 2 ein mit einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung versehenes Wälzlager.FIG. 2 shows a roller bearing provided with a testing device according to the invention.
Figur 1 zeigt ein Prüfelement 1 , das als schmales Spannband ausgebildet ist. Das Spannband 1 hat einen Durchmesser 2, der in etwa dem Durchmesser einer (in Figur 1 nicht gezeigten - vgl. dazu Figur 2) umlaufenden Referenzfläche entspricht. Das Spannband weist einen Verschluss 4 auf, der nach dem Kniehebelprinzip funktioniert. Dazu ist ein Drehhebel 5 um eine Drehachse 6 schwenkbar gelagert und erzeugt während des Verschließens eine Vorspannung, so dass sich der Durchmesser 2 soweit reduziert, dass das Spannband jedenfalls ausreichend fest auf der Referenzfläche aufsitzt. In das Spannband ist zumindest ein Messelement 7 in Form eines Deh- nungs-Messstreifens 8 integriert. Bevorzugt sind mehrere solche Messelemente 7 oder Dehnungs-Messstreifen 8 über den Umfang verteilt angeordnet. Der bzw. die Dehnungs-Messstreifen kann bzw. können über nicht dargestellte Kabel mit einer an dem Spannband vorgesehenen Auswerteeinheit 12 verbunden sein. Beispielsweise können vier Dehnungs-Messstreifen vorgesehen und in an sich bekannter Brückenschaltung ausgewertet werden und die Auswertungsergebnisse als Messwerte in der Auswerteeinheit aufbereitet und angezeigt werden. Es ist auch denkbar, die Messergebnisse der individuellen Dehnungs-Messstreifen zu mittein. Die Auswerteeinheit 12 kann auch ein Funkmodul 14 enthalten, mit dem die Messwerte und/oder die aufbereiteten Daten der Auswerteeinheit 12 an eine externe Auswertevorrichtung übertragen werden können.Figure 1 shows a test element 1, which is designed as a narrow clamping band. The tension band 1 has a diameter 2 which corresponds approximately to the diameter of a reference surface (not shown in FIG. The strap has a closure 4, which works on the toggle lever principle. For this purpose, a rotary lever 5 is pivotally mounted about an axis of rotation 6 and generates a bias during the closing, so that the diameter 2 is reduced to such an extent that the clamping band rests in any case sufficiently firmly on the reference surface. In the tension band is at least one measuring element 7 in the form of a Deh integrated measuring strip 8. Preferably, a plurality of such measuring elements 7 or strain gauges 8 are arranged distributed over the circumference. The strain gauge (s) may be connected by a cable (not shown) to an evaluation unit 12 provided on the tension band. For example, four strain gauges can be provided and evaluated in a bridge circuit known per se, and the evaluation results can be processed and displayed as measured values in the evaluation unit. It is also conceivable to mittein the measurement results of the individual strain gauges. The evaluation unit 12 can also contain a radio module 14 with which the measured values and / or the processed data of the evaluation unit 12 can be transmitted to an external evaluation device.
Figur 2 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 versehenes Wälzlager 21. Man erkennt das Spannband 1 , das entsprechend dem in Figur 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Spannband ausgestaltet ist und das um eine umlaufende konzentrische Fläche 23 eines seitlichen Bordes 24 des Innenrings 25 des Wälzlagers geführt ist. Die Fläche 23 bildet hier die umlaufende Referenzfläche 26. Das Spannband ist wie vorstehend beschrieben mittels des Kniehebels auf der Fläche 23 festgezogen. Die Länge des Spannbandes 1 entspricht dem Nenndurchmesser des Innenrings 25 in ungeweitetem Zustand vor der Montage. Die Auswerteeinheit 12 ist mit dem Messelement 7 verbunden und besitzt wie beschrieben einen energieautarken Sender, der die Messergebnisse 27 bedarfsweise zu einer externen Auswerteeinheit 28 übermittelt. Natürlich kann auch die Übermittlung der Messsignale oder Messwerte von dem Messelement 7 zu der im Spannband 1 enthaltenen Auswerteeinheit 12 drahtlos erfolgen oder eine unmittelbare Übertragung von den Messelementen zu der externen Auswerteeinheit 28 erfolgen. Bevorzugt kann auch die auf der anderen, in Figur 2 nicht sichtbaren Seite des Wälzlagers befindliche umlaufende Außenfläche des seitlichen Bordes des Innenrings 25 in gleicher Weise mit einem Spannband versehen sein. Dies hat bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Pen- delrollenlager oder Zylinderrollenlager zudem den Vorteil, dass so auch Pendel- oder Zylinderfehler erkannt und berücksichtigt werden können. Das Wälzlager 21 hat eine konische Axialbohrung 29, in die zur Montage eine (nicht gezeigte) Welle in Pfeilrichtung P eingepresst werden kann.FIG. 2 shows a roller bearing 21 provided with a device 20 according to the invention. The tensioning band 1, which is designed in accordance with the tensioning strap shown in FIG. 1 and described above, is shown and guided around a concentric circumferential surface 23 of a lateral rim 24 of the inner race 25 of the rolling bearing is. The surface 23 here forms the circumferential reference surface 26. The clamping band is tightened as described above by means of the toggle lever on the surface 23. The length of the tension band 1 corresponds to the nominal diameter of the inner ring 25 in the undeveloped state prior to assembly. The evaluation unit 12 is connected to the measuring element 7 and, as described, has an energy-autonomous transmitter which, if necessary, transmits the measurement results 27 to an external evaluation unit 28. Of course, the transmission of the measurement signals or measured values from the measuring element 7 to the evaluation unit 12 contained in the clamping band 1 can also be wireless, or a direct transmission from the measuring elements to the external evaluation unit 28 can take place. Preferably, the circumferential outer surface of the lateral rim of the inner ring 25 located on the other side of the roller bearing, which is not visible in FIG. 2, can likewise be provided with a tension band. When using the device according to the invention in the case of spherical roller bearings or cylindrical roller bearings, this also has the advantage that pendulum or cylinder errors can thus also be detected and taken into account. The roller bearing 21 has a conical axial bore 29 into which a (not shown) shaft can be pressed in the direction of arrow P for mounting.
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.For assembly, for example, 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.
Bei Montage des Wälzlagers 21 auf einer Welle wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie folgt vorgegangen:When mounting the roller bearing 21 on a shaft using the device according to the invention as follows proceed as follows:
Nachdem das Spannband wie vorstehend beschrieben auf die Referenzflä- che(n) 26 aufgebracht und gespannt ist, erfolgt zunächst ein Abgleich des Spannbandes, um Fertigungstoleranzen und etwaige Ungleichmäßigkeiten bei der Spannung des Spannbandes auszugleichen (Nullabgleich der Auswerteeinheit 12 bzw. 28).After the tensioning band has been applied to the reference surface (s) 26 as described above, the tensioning band is first adjusted to compensate for manufacturing tolerances and any irregularities in the tensioning of the tensioning band (zeroing of the evaluation unit 12 or 28).
Anschließend wird die Axialbohrung in an sich bekannter Weise auf den Fü- gepartner, z.B. einen konischen Wellenabschnitt, aufgebracht und durch Aufschieben bzw. Aufpressen auf einen vorbestimmten Solldurchmesser geweitet, um aufgrund der elastischen Dehnung des Lagerinnenrings 25 einen Presssitz dem Wellenabschnitt zu bilden, durch den das Wälzlager auf dem Wellenabschnitt fixiert ist. Dies kann mittels hydraulischer Presse erfolgen, wobei vor der eigentlichen Montage das Wälzlager zur Vorweitung erwärmt und die Welle gekühlt werden kann. Dabei schiebt der Monteur das Wälzlager so weit auf den Wellenabschnitt, bis die Auswerteeinheit 28 einen der Sollposition entsprechenden Endwert 30 anzeigt.Subsequently, the axial bore is applied in a manner known per se to the joining partner, eg a conical shaft section, and widened to a predetermined nominal diameter by pushing or pressing in order to form a press fit against the shaft section due to the elastic expansion of the bearing inner ring 25 the rolling bearing is fixed on the shaft portion. This can be done by means of a hydraulic press, wherein before the actual assembly, the roller bearing heated to Vorweitung and the shaft can be cooled. In this case, the fitter pushes the rolling bearing onto the shaft section until the evaluation unit 28 displays a final value 30 corresponding to the desired position.
Anschließend wird der Kniehebel bzw. der Verschluss 4 wieder geöffnet und das Spannband entfernt. Subsequently, the toggle lever or the shutter 4 is opened again and the strap removed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
P PfeilrichtungP arrow direction
1 Prüfelement1 test element
2 Durchmesser2 diameters
4 Verschluss4 closure
5 Drehhebel5 rotary lever
6 Drehachse6 axis of rotation
7 Messelement7 measuring element
8 Dehnungs-Messstreifen8 strain gauges
12 Auswerteeinheit12 evaluation unit
14 Funkmodul14 radio module
20 Prüfvorrichtung20 test device
21 Wälzlager21 rolling bearings
23 Fläche23 area
24 Bord24 board
25 Innenring25 inner ring
26 Referenzfläche26 reference surface
27 Messergebnisse27 measurement results
28 externe Auswerteeinheit28 external evaluation unit
29 Axialbohrung29 axial bore
30 Endwert 30 final value

Claims

Patentansprüche claims
1. Prüfvorrichtung für die Montage eines Maschinenelements (21) mit einer Axialbohrung (29), die bei der Montage auf einem Fügepartner unter Bildung eines Presssitzes auf einen bestimmten Solldurchmesser aufweitbar ist, gekennzeichnet durch eine an dem Maschinenelement (21) vorgesehene umlaufende Referenzfläche (26), die sich bei der Montage entsprechend der Aufweitung der Axialbohrung (29) in Umfangsrichtung längt, und ein separates, vor der Montage auf die Referenzfläche (26) aufbringbares um- laufendes Prüfelement (1), das mindestens ein die Längung in seiner1. testing device for mounting a machine element (21) with an axial bore (29), which is expandable during assembly on a joining partner to form a press fit to a specific nominal diameter, characterized by a on the machine element (21) provided circumferential reference surface (26 ), which elongates in the circumferential direction during assembly in accordance with the widening of the axial bore (29), and a separate revolving test element (1) which can be applied to the reference surface (26) before assembly, which at least one elongation in its
Umfangsrichtung erfassendes Messelement (7) aufweist.Having circumferentially detecting measuring element (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (7) ein Dehnungs-Messstreifen (8) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring element (7) is a strain gauge (8).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfelement (1) ein Spannband ist, das mittels einer Spannein- richtung (4) auf die Referenzfläche (26) aufgespannt ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the test element (1) is a clamping band, which is clamped by means of a clamping device (4) on the reference surface (26).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (4) ein Kniehebelverschluss oder eine Ver- schraubung oder ein Spannschloss ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the clamping device (4) is a toggle lever lock or a screw connection or a turnbuckle.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (7) die Längung repräsentierende Messwerte (27) drahtlos an eine Auswerteeinheit (12; 28) übermittelt.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring element (7) transmits the elongation representing measured values (27) wirelessly to an evaluation unit (12; 28).
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrung eine konische Bohrung (29) oder eine zylindrische Bohrung ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial bore is a conical bore (29) or a cylindrical bore.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenelement (21) ein Wälzlager ist und dass ein Bord (24) des inneren Lagerrings (25) die Referenzfläche (26) aufweist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the machine element (21) is a rolling bearing and that a board (24) of the inner bearing ring (25) has the reference surface (26).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenelement ein Zahnrad oder eine Kupplung ist. 8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the machine element is a gear or a clutch.
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