WO2008101504A1 - Verfahren zum herstellen und/oder montieren von lagereinrichtungen - Google Patents

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WO2008101504A1
WO2008101504A1 PCT/DK2008/000079 DK2008000079W WO2008101504A1 WO 2008101504 A1 WO2008101504 A1 WO 2008101504A1 DK 2008000079 W DK2008000079 W DK 2008000079W WO 2008101504 A1 WO2008101504 A1 WO 2008101504A1
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bearing
bearing device
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individually
bearings
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PCT/DK2008/000079
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Welm Friedrichsen
Jan Schenkel Hogh
Henrik Christensen Schmidt
Original Assignee
Sauer-Danfoss Aps
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Publication date
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    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
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    • F16C19/543—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact in O-arrangement
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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
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    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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    • F16C2229/00—Setting preload
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the invention relates to a method for producing and / or mounting bearing devices, each comprising two bearings, which are mounted and biased on a common axis such that an inner ring of a bearing bears against an axle-fixed axial bearing abutment surface, and on the common axis fixed contact element rests against a further axially fixed axial bearing surface and on an inner ring of the other bearing.
  • 6,257,078 B1 discloses the use of an intermediate ring with a calibrated fastening nut. It is known from US patent application US 2003/0196319 A1 and US Pat. No. 6,662,449 B2 to arrange a deformable spacer ring between the inner rings of two bearings, which is shortened during assembly until a desired pretension is achieved.
  • the object of the invention is to provide a method according to the preamble of claim 1, by which the manufacturing cost of the storage device can be reduced.
  • Variations in the bias in the installed state of the storage device can be reduced.
  • the object is in a method for producing and / or mounting bearing devices, each comprising two bearings which are mounted and biased on a common axis such that an inner ring of the bearing bears against an axle-fixed axial bearing abutment surface, and on At least one bearing of the bearing device is measured before assembly of the bearing device on the axis to at least one actual size individually for the bearing device at least one bearing of the bearing device abuts the common axis fixed contact element on another axially fixed axial contact surface and an inner ring of the other bearing capture.
  • To measure the bearing device it may only be necessary to measure one of the bearings if, for example, the other bearing has already been manufactured to a certain extent.
  • At least one nominal dimension for the measured axis is formed individually for the bearing device.
  • the actual size can be used as a nominal size.
  • the axis is adapted individually for the bearing device to the nominal size. When fitting the axis to the nominal dimension, different surfaces, such as the contact surfaces or interference fit surfaces, of the axis can be machined.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the bearings and / or a spacer ring of the bearing device are measured individually. From the individual measurement results, dimensions of the bearing device can be calculated individually.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the bearing device is measured before mounting on the axis. The measurement of the bearing device as a whole results in a higher accuracy of measurement and requires fewer steps than the measurement of the individual parts of the bearing device.
  • a further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that press-fit surfaces provided on the axle for the bearings are produced individually for the bearing device on the nominal dimension formed from the actual dimension. As a result, more accurate fits can be realized.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized by the following steps: One of the bearing devices is measured prior to assembly on the axis to detect the distance of the opposite end faces of the inner rings of the bearing as an actual measure individually for the bearing device; from the actual size, a nominal dimension for the axial distance between the bearing abutment surface and the further abutment surface is formed individually for the measured bearing device; in the simplest case, the actual size can be used as a nominal size; the axial distance between the bearing abutment surface and the further abutment surface is adapted individually to the nominal dimension of the previously measured bearing device by machining at least one of the abutment surfaces on the axis before mounting the bearing device.
  • the bias of the bearings allows the mounted and preloaded Lagerein direction can accommodate both axial and radial forces.
  • At least one of the abutment surfaces that is to say the bearing abutment surface and / or the further abutment surface or the press-fitted surfaces, remains or remain after the production of the axle with the abutment surfaces, for example by casting, in the raw state which it has after casting or in a roughly machined one Intermediate state and will or will not be finished.
  • at least one additional processing step can be saved, since the contact surfaces, depending on the production method, such as casting, must be reworked anyway, in order to create a planar contact surface for the contact element or the inner ring.
  • at least one of the abutment surfaces is machined, for example by grinding, to reduce the distance between the abutment surfaces in one
  • Step from the raw state to the desired dimension of the axial distance between the bearing surface and the other contact surface varies more in storage devices produced by the method according to the invention than in conventionally produced storage facilities.
  • the accuracy of the bias voltage can be increased by the inventive method compared to conventionally produced storage facilities, since no such large fluctuations in the bias occur.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the bearing or the bearings and / or the spacer ring of the bearing device or the bearing device is under bias measured or to capture the actual size individually for the storage direction. Alternatively, a corresponding value can be deducted from an actual dimension measured without pretension to take account of the pretension in order to obtain the nominal dimension for the desired axial distance between the contact surfaces.
  • the bearings or the entire bearing device are preferably measured under a relatively low, and the same for all bearings, bias. This measurement bias serves only to bring the rolling surfaces safely in contact with each other. The dimensions of the bearings under preload are then calculated individually for each bearing / motor combination.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the abutment element is formed by a fastening nut screwed onto the common axis, which rests against the further axle-fixed axial contact surface and the inner ring of the other bearing.
  • the other axially fixed axial bearing surface is also referred to as mother contact surface.
  • a fastening nut and other types of fasteners can be used as a contact element for holding the bearing inner ring of the other bearing. So can for example pressed a ring against the other contact surface and there welded, crimped or clamped.
  • a further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that the bearings of the bearing device are rotated under prestress before or during the measurement. This provides the advantage that belonging to the bearings rolling elements, such as rollers, take their final position. Thereby, the accuracy of the bias voltage can be further increased.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the bearing or the bearings and / or the spacer ring of the bearing device each comprise an outer ring, wherein in the axial direction between the outer rings prior to measuring the bearing means or the spacer ring is arranged.
  • rolling elements in particular rollers, are respectively arranged between the inner ring and the outer ring of the bearings. Therefore, the bearings are also referred to as roller bearings.
  • the spacer ring is also arranged during assembly of the bearing device on the axis between the two outer rings.
  • Another preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that, when measuring the bearing device, further dimensions, such as the inner and outer diameters of the bearings, are detected.
  • further dimensions such as the inner and outer diameters of the bearings
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the axes, except for at least one of the contact surfaces, are manufactured to a standard nominal dimension. According to one essential aspect of the invention, at least one of the contact surfaces is up after measurement deliberately left in the raw state or a rough edited intermediate state.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the measured storage direction is assigned during the assembly of the axis, which has been processed to the corresponding measured to the measured actual dimension.
  • the measured actual size can be used as the nominal dimension.
  • the nominal dimension can also be formed taking into account further factors from the actual size.
  • the invention further relates to a bearing device produced according to the method described above and / or mounted on an axle.
  • the invention further relates to a hydraulic machine having an axle and a bearing device which has been manufactured and / or mounted according to the method described above.
  • Figure 1 is an exploded view of an axle with a bearing device
  • Figure 2 shows the axis with the bearing device of Figure 1 in mounted
  • FIG. 3 shows an enlarged view of a detail III from FIG. 2 on a scale of 5: 1.
  • FIGS. 1 to 3 an axle 1 and a bearing device 4 are shown in different views.
  • the axis 1 is, for example, the axis of a motor, such as an electric or hydraulic motor.
  • the storage device 4 is also referred to as main bearing and includes
  • the roller bearings 11, 12 are mounted under bias on the common axis 1 so that they can absorb both radial and axial forces around the axis 1 radially and axially relative to a (not shown) to fix the motor housing.
  • the life of the bearing is highly dependent on the bias.
  • the optimum preload depends, among other things, on factors such as the running speed of the motor.
  • the roller bearings 11, 12 each include an outer ring 14, 15 and an inner ring 21, 22. Between the two outer rings 14, 15, a spacer ring 16 is arranged.
  • the inner rings 21, 22 are preferably mounted by a press fit on associated press-fit surfaces 18, 19 of the axle 1.
  • a non-axial bearing bearing surface 24 is provided on a ring gear 25.
  • the ring gear 25 is preferably integrally connected to the axis 1.
  • an axle fixed nut abutment surface 26 is provided. From the mother abutment surface 26 is an externally threaded portion 28 with an external thread goes out.
  • the axis 1 has a shaft journal 29 with external teeth.
  • the shaft journal 29 has a smaller outer diameter than the male threaded portion 28. This makes it possible to screw a fastening nut 30, which has a complementary internal thread, on the male threaded portion 28.
  • the axis 1 is shown in longitudinal section with the bearing device 4 mounted thereon.
  • rollers 20 are arranged between the inner ring 21 and the outer ring 14 of the bearing 11 rollers 20 .
  • 12 rollers 23 are arranged between the inner ring 22 and the outer ring 15 of the bearing.
  • the inner ring 21 of the bearing 11 abuts with its bearing 12 facing away from the end face of the bearing surface 24.
  • the spacer ring 16 is clamped between the outer rings 14 and 15.
  • On the bearing 11 facing away from the end face of the inner ring 22 of the bearing 12 is the fastening nut 30 at.
  • the fastening nut 30 rests against the nut abutment surface 26 of the axle 1.
  • the bearing device 4 is clamped between the axle fixed bearing abutment surface 24 and the fastening nut 30 under a defined bias.
  • the mother abutment surface 26 the maximum depth of engagement, so the axial position of the fastening nut 30 after its tightening, set.
  • the fastening nut 30 has a radially inner axle abutment surface 34, with which the fastening nut 30 rests against the nut abutment surface 26. Furthermore, the fastening nut 30 has a radially outer inner ring abutment surface 35, with which the fastening nut 30 rests against the inner ring 22 of the roller bearing 12.
  • the contact surfaces 34, 35 each have substantially the shape of annular surfaces and are preferably in a common plane.
  • the axial distance of the opposite end face of the inner rings 21, 22 is measured.
  • the exact inner and outer diameter of the bearings 11, 12 are determined under bias.
  • the roller bearings 11, 12 can be measured under different biases for various engine bearing applications, in order to be able to optimize engines for different fields of use in the same production.
  • roller bearings 11, 12 or the entire motor bearing are preferably measured under a relatively low, and the same for all bearings, bias. This measurement bias serves only to bring the rolling surfaces safely in contact with each other. The dimensions of the bearings under pre-tension are then calculated individually for each bearing / motor combination.
  • Axles 1 also referred to as motor shafts, are manufactured to standard nominal dimensions.
  • the production of the axes 1 takes place, for example, by casting.
  • the axle fixed nut abutment surface 26 remains in the raw state or in a rough processed intermediate state after casting.
  • roller bearings 11, 12, may only be necessary to measure a single or both roller bearings 11, 12, for example if one of the roller bearings has already been made to a certain extent.
  • the roller bearings 11, 12, and possibly the intermediate ring 16, can be measured individually and the dimensions of the engine mount can be calculated from this. The measurement of the bearing as a whole, however, results in a higher accuracy and requires less work steps.
  • the press-fit surfaces 18, 19 are also produced on axle 1 after measurement of the bearings in one step to individual nominal dimensions. This allows more accurate fits to be realized. If the fit is too loose, there is a risk of the bearings slipping on the axle. If the fit is too tight, there is a risk that the bearings will break.
  • the assignment of the measured storage facilities to the machined axes is done via a data processing system.
  • motors which do not have any special specifications for the prestressing can be assembled according to the method according to the invention, wherein only the measurement of the RoI and standard dimensions of the roller bearings are used for the calculation of the nominal dimension. This results in further rationalization gains in production.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren von Lagereinrichtungen (4), die jeweils zwei Lager (11,12) umfassen, die so auf eine gemeinsame Achse (1) montiert und vorgespannt werden, dass ein Innenring (21) des einen Lagers (11) an einer achsfesten axialen Lageranlageflache (24) anliegt, und ein auf die gemeinsame Achse (1) befestigtes AnIageelement an einer weiteren achsfesten axialen Anlagefläche (26) und einem lnnenring (22) des anderen Lagers (12) anliegt. Um die Herstellkosten der Lagereinrichtung zu reduzieren, werden die folgenden Schritte durchgeführt: a) mindestens ein Lager (11,12) der Lagereinrichtungen (4) wird vor der Montage der Lagereinrichtung (4) auf die Achse (1) vermessen, um mindestens ein Istmaβ individuell für die Lagereinrichtung (4) zu erfassen; b) aus dem Istmaβ wird mindestens ein Sollmaβ für die vermessene Achse (1) individuell für die Lagereinrichtung (4) gebildet; c) die Achse (1) wird individuell für die Lagereinrichtung (4) an das Sollmaβ angepasst.

Description

Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren von Lagereinrichtunqen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren von Lagereinrichtungen, die jeweils zwei Lager umfassen, die so auf eine ge- meinsame Achse montiert und vorgespannt werden, dass ein Innenring des einen Lagers an einer achsfesten axialen Lageranlagefläche anliegt, und ein an der gemeinsamen Achse befestigtes Anlageelement an einer weiteren achsfesten axialen Anlagefläche und an einem Innenring des anderen Lagers anliegt.
Toleranzen der Lagerabmessungen, insbesondere der Lagerbreite, können zu Schwankungen der Vorspannungen im eingebauten Zustand führen. Aus dem US-Patent US 5,488,871 ist eine Lagereinrichtung bekannt, bei der eine Unterlegscheibe zwischen dem Innenring eines Lagers und der Befestigungsmutter eingeklemmt ist. Die in axialer Richtung auf die Unterlegscheibe wirkende Klemmkraft wird durch einen Kraftsensor erfasst. Aus dem US- Patent US 6,644,861 B2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Radlager während des Zusammenbaus vermessen und angepasst wird. Unter anderem wird vorgeschlagen, einzelne Teile der Lagereinrichtung probeweise zu montieren und zu vermessen. Je nach Messergebnis kann nachbearbeitet werden, um eine gewünschte Vorspannung zu erreichen. Aus dem US- Patent US 6,257,078 B1 ist die Verwendung eines Zwischenrings mit einer kalibrierten Befestigungsmutter bekannt. Aus der US-Patentanmeldung US 2003/0196319 A1 und dem US-Patent US 6,662,449 B2 ist es bekannt, zwischen den Innenringen zweier Lager einen deformierbaren Abstandsring an- zuordnen, der während der Montage bis zum Erreichen einer gewünschten Vorspannung verkürzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, durch das die Herstellkosten der Lagereinrichtung reduziert werden können. Insbesondere sollen auf einfache Art und Weise Schwankungen der Vorspannung im eingebauten Zustand der Lagereinrichtung reduziert werden.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren von Lagereinrichtungen, die jeweils zwei Lager umfassen, die so auf eine ge- meinsame Achse montiert und vorgespannt werden, dass ein Innenring des einen Lagers an einer achsfesten axialen Lageranlagefläche anliegt, und ein an der gemeinsamen Achse befestigtes Anlageelement an einer weiteren achsfesten axialen Anlagefläche und einem Innenring des anderen Lagers anliegt, durch folgende Schritte gelöst: Mindestens ein Lager der Lagerein- richtung wird vor der Montage der Lagereinrichtung auf die Achse vermessen, um mindestens ein Istmaß individuell für die Lagereinrichtung zu erfassen. Zum Vermessen der Lagereinrichtung ist es unter Umständen nur erforderlich, eines der Lager zu vermessen, wenn zum Beispiel das andere Lager bereits auf ein bestimmtes Maß gefertigt worden ist. Aus dem Istmaß wird mindestens ein Sollmaß für die vermessene Achse individuell für die Lagereinrichtung gebildet. Im einfachsten Fall kann das Istmaß als Sollmaß verwendet werden. Die Achse wird individuell für die Lagereinrichtung an das Sollmaß angepasst. Beim Anpassen der Achse an das Sollmaß können verschiedene Flächen, wie die Anlageflächen oder Presssitzflächen, der Achse bearbeitet werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lager und/oder ein Distanzring der Lagereinrichtung einzeln vermessen werden. Aus den einzelnen Messergebnissen können Abmessungen der Lagereinrichtung individuell berechnet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung vor der Montage auf die Achse vermessen wird. Die Vermessung der Lagereinrichtung als Ganze ergibt eine höhere Messgenauigkeit und erfordert weniger Arbeitsschritte als die Vermessung der Einzelteile der Lagereinrichtung. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse vorgesehene Presssitzflächen für die Lager individuell für die Lagereinrichtung auf das aus dem Istmaß gebildete Sollmaß gefertigt werden. Dadurch können genauere Passungen realisiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: Eine der Lagereinrichtungen wird vor der Montage auf die Achse vermessen, um den Abstand der voneinander abgewandten Stirnseiten der Innenringe der Lager als Istmaß individuell für die Lagereinrichtung zu erfassen; aus dem Istmaß wird ein Sollmaß für den axialen Abstand zwischen der Lageranlagefläche und der weiteren Anlagefläche individuell für die vermessene Lagereinrichtung gebildet; im einfachsten Fall kann das Istmaß als Sollmaß verwendet werden; der axiale Abstand zwischen der Lageranlagefläche und der weiteren Anlagefläche wird individuell an das Sollmaß der vorher vermessenen Lagereinrichtung angepasst, indem mindestens eine der Anlageflächen vor der Montage der Lagereinrichtung auf die Achse bearbeitet wird. Die Vorspannung der Lager ermöglicht es, dass die montierte und vorgespannte Lagerein richtung sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen kann. Mindestens eine der Anlageflächen, also die Lageranlagefläche oder/und die weitere Anlagefläche oder die Presssitzflächen, verbleibt beziehungsweise verbleiben nach dem Herstellen der Achse mit den Anlageflächen, zum Beispiel durch Gießen, im Rohzustand, den sie nach dem Gießen hat, oder in einem grob bearbeiteten Zwischenzustand und wird beziehungsweise werden nicht fertig bearbeitet. Da- durch kann mindestens ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt eingespart werden, da die Anlageflächen in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren, wie Gießen, sowieso nachbearbeitet werden müssen, um eine ebene Anlagefläche für das Anlageelement oder den Innenring zu schaffen. Vorzugsweise wird mindestens eine der Anlageflächen spanend, zum Beispiel durch Schlei- fen, bearbeitet, um den Abstand zwischen den Anlageflächen in einem
Schritt aus dem Rohzustand auf das gewünschte Sollmaß zu bringen. Der axiale Abstand zwischen der Lageranlagefläche und der weiteren Anlagefläche variiert bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lagereinrichtungen stärker als bei herkömmlich hergestellten Lagereinrichtungen. Allerdings kann die Genauigkeit der Vorspannung durch das erfin- dungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlich hergestellten Lagereinrichtungen erhöht werden, da keine so starken Schwankungen in der Vorspannung auftreten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager beziehungsweise die Lager und/oder der Distanz- ring der Lagereinrichtung beziehungsweise die Lagereinrichtung unter Vorspannung vermessen wird beziehungsweise werden, um das Istmaß individuell für die Lagerei nrichtung zu erfassen. Alternativ kann von einem ohne Vorspannung vermessenen Istmaß zur Berücksichtigung der Vorspannung ein entsprechender Wert abgezogen werden, um das Sollmaß für den ge- wünschten axialen Abstand zwischen den Anlageflächen zu erhalten. Die Lager oder die gesamte Lagereinrichtung werden bevorzugt unter einer relativ geringen, und für alle Lager gleichen, Vorspannung vermessen. Diese Messvorspannung dient lediglich dazu, die Rollflächen sicher in Kontakt miteinander zu bringen. Die Dimensionen der Lager unter Betriebsvorspannung werden anschließend individuell für jede Lager/Motor-Kombination berechnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement von einer auf die gemeinsame Achse aufgeschraubten Befestigungsmutter gebildet wird, die an der weite- ren achsfesten axialen Anlagefläche und dem Innenring des anderen Lagers anliegt. Die weitere achsfeste axiale Anlagefläche wird auch als Mutteranlagefläche bezeichnet. Statt einer Befestigungsmutter können auch andere Arten von Befestigungselementen als Anlageelement zum Festhalten des Lagerinnenrings des anderen Lagers genutzt werden. So kann zum Beispiel ein Ring gegen die weitere Anlagefläche gedrückt und dort fest geschweißt, gebördelt oder geklemmt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Lagereinrichtung vor oder bei dem Ver- messen unter Vorspannung in Drehung versetzt werden. Das liefert den Vorteil, dass zu den Lagern gehörige Wälzkörper, wie Rollen, ihre endgültige Position einnehmen. Dadurch kann die Genauigkeit der Vorspannung weiter erhöht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager beziehungsweise die Lager und/oder der Distanzring der Lagereinrichtung jeweils einen Außenring umfassen, wobei in axialer Richtung zwischen den Außenringen vor dem Vermessen der Lagereinrichtung ein beziehungsweise der Distanzring angeordnet wird. In radialer Richtung sind jeweils zwischen dem Innenring und dem Außenring der Lager Wälzkörper, insbesondere Rollen, angeordnet. Daher werden die Lager auch als Rollenlager bezeichnet. Der Distanzring wird auch bei der Montage der Lagereinrichtung auf der Achse zwischen den beiden Außenringen angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Vermessen der Lagereinrichtung weitere Maße, wie die Innen- und Außendurchmesser der Lager, erfasst werden. Dadurch können zum Beispiel die bei Presspassungen der Lager auftretenden Spannungen bei der Bestimmung des Sollmaßes berücksichtigt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Vorspannung weiter erhöht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen, abgesehen von mindestens einer der Anlageflächen, auf ein Standard-Sollmaß gefertigt werden. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird mindestens eine der Anlageflächen bis nach dem Vermessen bewusst im Rohzustand oder einem grob bearbeiteten Zwischenzustand belassen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die vermessene Lagerei nrichtung bei der Montage der Achse zugeordnet wird, die auf das zu dem gemessenen Istmaß gehörige Sollmaß bearbeitet wurde. Dadurch kann die Genauigkeit der Vorspannung erhöht werden. Als Sollmaß kann das gemessene Istmaß verwendet werden. Das Sollmaß kann aber auch unter Berücksichtigung weiterer Faktoren aus dem Istmaß gebildet werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellte und/oder auf eine Achse montierte Lagereinrichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine hydraulische Maschine mit einer Achse und einer Lagereinrichtung, die gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt und/oder montiert wurde.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Achse mit einer Lagereinrichtung;
Figur 2 die Achse mit der Lagereinrichtung aus Figur 1 im montierten
Zustand im Längsschnitt und
Figur 3 eine im Maßstab 5:1 vergrößerte Darstellung einer Einzelheit III aus Figur 2.
In den Figuren 1 bis 3 sind eine Achse 1 und eine Lagereinrichtung 4 in ver- schiedenen Ansichten dargestellt. Bei der Achse 1 handelt es sich zum Beispiel um die Achse eines Motors, wie eines Elektro- oder Hydraulikmotors. Die Lagereinrichtung 4 wird auch als Hauptlager bezeichnet und umfasst zwei gegeneinander gerichtete, konisch ausgerichtete Rollenlager 11 , 12. Die Rollenlager 11 , 12 werden unter Vorspannung so auf die gemeinsame Achse 1 montiert, das sie sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen können, um die Achse 1 radial und axial relativ zu einem (nicht dargestellten) Motorgehäuse zu fixieren.
Insbesondere dann, wenn das Hauptlager große Radialkräfte auffangen soll, ist die Lebensdauer des Lagers stark von der Vorspannung abhängig. Die optimale Vorspannung hängt unter anderem von Faktoren ab, wie zum Beispiel der Laufgeschwindigkeit des Motors. Um zuverlässige Motoren für ver- schiedene Einsatzbereiche bauen zu können, müssen teilweise sehr enge Toleranzen bei der Vorspannung des Hauptlagers eingehalten werden. Bei der Herstellung der einzelnen zu verwendenden Rollenlagern ist es jedoch nur mit erhöhtem Aufwand und den damit verbundenen erhöhten Kosten möglich, die erforderlichen Toleranzen bei den Dimensionen der Rollenlager einzuhalten.
Die Rollenlager 11 ,12 umfassen jeweils einen Außenring 14, 15 und einen Innenring 21 , 22. Zwischen den beiden Außenringen 14, 15 ist ein Distanzring 16 angeordnet. Die Innenringe 21 , 22 werden vorzugsweise durch einen Presssitz auf zugehörigen Presssitzflächen 18, 19 der Achse 1 montiert.
In der Nähe eines Endes der Achse 1 ist an einem Zahnkranz 25 eine achsfeste Lageranlagefläche 24 vorgesehen. Der Zahnkranz 25 ist vorzugsweise einstückig mit der Achse 1 verbunden. Etwa in der Mitte der Achse 1 ist eine achsfeste Mutteranlagefläche 26 vorgesehen. Von der Mutteranlagefläche 26 geht ein Außengewindeabschnitt 28 mit einem Außengewinde aus. An ihrem anderen Ende weist die Achse 1 einen Wellenzapfen 29 mit einer Außenverzahnung auf. Der Wellenzapfen 29 hat einen geringeren Außendurchmesser als der Außengewindeabschnitt 28. Dadurch ist es möglich, eine Befestigungsmutter 30, die ein komplementäres Innengewinde aufweist, auf den Außengewindeabschnitt 28 aufzuschrauben. In Figur 2 ist die Achse 1 im Längsschnitt mit der darauf montierten Lagereinrichtung 4 dargestellt. Zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 14 des Lagers 11 sind Rollen 20 angeordnet. Analog sind zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 15 des Lagers 12 Rollen 23 angeordnet. Zwi- sehen Innenring und Außenring sind jeweils mehrere Rollen angeordnet, von denen in Figur 2 pro Lager jeweils nur eine Rolle sichtbar ist.
Der Innenring 21 des Lagers 11 liegt mit seiner dem Lager 12 abgewandten Stirnseite an der Lageranlagefläche 24 an. Der Distanzring 16 ist zwischen den Außenringen 14 und 15 eingespannt. An der dem Lager 11 abgewand- ten Stirnseite des Innenrings 22 des Lagers 12 liegt die Befestigungsmutter 30 an. Gleichzeitig liegt die Befestigungsmutter 30 an der Mutteranlagefläche 26 der Achse 1 an. Durch die Mutter 30 wird die Lagereinrichtung 4 zwischen der achsfesten Lageranlagefläche 24 und der Befestigungsmutter 30 unter einer definierten Vorspannung eingespannt. Durch die Mutteranlagefläche 26 wird die maximale Einschraubtiefe, also die axiale Position der Befestigungsmutter 30 nach ihrem Festschrauben, festgelegt.
In der vergrößerten Darstellung der Figur 3 sieht man, dass die Befestigungsmutter 30 eine radial innere Achsanlagefläche 34 aufweist, mit der die Befestigungsmutter 30 an der Mutteranlagefläche 26 anliegt. Des Weiteren weist die Befestigungsmutter 30 eine radial äußere Innenringanlagefläche 35 auf, mit der die Befestigungsmutter 30 an dem Innenring 22 des Rollenlagers 12 anliegt. Die Anlageflächen 34, 35 haben jeweils im Wesentlichen die Gestalt von Kreisringflächen und liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene.
In Figur 2 ist der axiale Abstand zwischen der Lageranlagefläche 24 und der
Mutteranlagefläche 26 mit A bezeichnet. Durch den Abstand A wird die Vorspannung festgelegt, die sich ergibt, wenn die Befestigungsmutter 30 bis zu der Mutteranlagefläche 26 auf den Außengewindeabschnitt 28 aufgeschraubt wird. Dabei wird die Lagereinrichtung 4 zwischen der Befestigungsmutter 30 und der achsfesten Lageranlagefläche 24 eingespannt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden die Rollenlager 11 , 12, vorzugsweise zusammen mit dem Distanzring 16, mit einer entsprechenden Messvorrichtung unter einer vorgegebenen Vorspannung vermessen. Dabei wird der axiale Abstand der voneinander abgewandten Stirnseite der Innenringe 21 , 22 ausgemessen. Darüber hinaus werden die exakten Innen- und Außendurchmesser der Lager 11 , 12 unter Vorspannung ermittelt. Dabei können die Rollenlager 11 , 12 für verschiedene Motorlageranwendungen unter unterschiedlichen Vorspannungen vermessen werden, um in der gleichen Fertigung Motoren für verschiedene Einsatzbereiche optimieren zu kön- nen.
Die Rollenlager 11 , 12 oder das gesamte Motorlager werden bevorzugt unter einer relativ geringen, und für alle Lager gleichen, Vorspannung vermessen. Diese Messvorspannung dient lediglich dazu, die Rollflächen sicher in Kontakt miteinander zu bringen. Die Dimensionen der Lager unter Betriebsvor- Spannung werden anschließend individuell für jede Lager/Motor-Kombination berechnet.
Die Achsen 1 , die auch als Motorwellen bezeichnet werden, werden auf Standard-Sollmaße gefertigt. Die Fertigung der Achsen 1 erfolgt zum Beispiel durch Gießen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfin- düng verbleibt die achsfeste Mutteranlagefläche 26 nach dem Gießen im Rohzustand oder in einem grob bearbeiteten Zwischenzustand.
Anhand der festgestellten Abmessungen der Rollenlager 11 , 12 und der gestellten Anforderungen an die Lagervorspannung werden ebenfalls vor der Montage individuelle Sollmaße für die Mutteranlagefläche 26 oder die Lager- anlagefläche 24 berechnet. Es ist auch möglich, das Istmaß als Sollmaß zu verwenden. Anschließend werden die Muteranlageflächen 26 oder die Lageranlageflächen 24 von verschiedenen Achsen 1 auf die entsprechenden Sollmaße bearbeitet. Danach können die Lagereinrichtungen montiert werden. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, Bearbeitungsschritte in der Fertigung einzusparen. Das wird dadurch erreicht, dass die Mutteranlageflächen 26 oder die Lageranlageflächen 24 von verschiedenen Achsen jeweils nur einmal bearbeitet werden müssen. Diese Bearbeitung erfolgt vor der Monta- ge der Lagereinrichtungen, und zwar unter anderem deshalb, weil sonst Späne bei einer spanenden Bearbeitung der Mutteranlagefläche die Rollenlager verunreinigen könnten. Daher erfolgt auch die Vermessung der Rollenlager 11 , 12 vor deren Montage. Die gemessenen Istmaße werden für die Berechnung der Sollmaße der Achsen benötigt.
Zum Vermessen des gesamten Motorlagers ist es unter Umständen nur erforderlich ein einzelnes oder beide Rollenlager 11 , 12 zu vermessen, zum Beispiel wenn eines der Rollenlager bereits auf ein bestimmtes Maß gefertigt worden ist. Außerdem können die Rollenlager 11 , 12, und eventuell der Zwischenring 16, einzeln vermessen und die Dimensionen des Motorlagers hier- aus berechnet werden. Die Vermessung des Lagers als Ganzes ergibt allerdings eine höhere Messgenauigkeit und erfordert weniger Arbeitsschritte.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Presssitzflächen 18, 19 auf der Achse 1 ebenfalls nach der Vermessung der Lager in einem Schritt auf individuelle Sollmaße gefertigt. Dadurch können genauere Pas- sungen realisiert werden. Bei einer zu lockeren Passung besteht die Gefahr, dass die Lager auf der Achse durchrutschen. Bei einer zu engen Passung besteht die Gefahr, dass die Lager Brüche bekommen.
Die Zuordnung der vermessenen Lagereinrichtungen zu den bearbeiteten Achsen erfolgt über ein Datenverarbeitungssystem. Dadurch ist es möglich, dass die Vermessung der Rollenlager gegebenenfalls örtlich und zeitlich von der Bearbeitung der Achsen beziehungsweise von dem Zusammenbau des Motors, beziehungsweise des Motorlagers mit der Welle, getrennt erfolgen kann. Es ist auch möglich, dass Motoren, bei denen keine besonderen Vorgaben für die Vorspannung gelten, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut werden können, wobei lediglich die Vermessung der RoI- lenlager ausgelassen wird, und Standardmaße der Rollenlager für die Berechnung des Sollmaßes benutzt werden. Dadurch ergeben sich weitere Rationalisierungsgewinne in der Produktion.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren von Lagereinrichtungen (4), die jeweils zwei Lager (11 ,12) umfassen, die so auf eine gemeinsame Achse (1 ) montiert und vorgespannt werden, dass ein Innenring (21 ) des einen La- gers (11 ) an einer achsfesten axialen Lageranlagefläche (24) anliegt, und ein auf die gemeinsame Achse (1 ) befestigtes Anlageelement an einer weiteren achsfesten axialen Anlagefläche (26) und einem Innenring (22) des anderen Lagers (12) anliegt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) mindestens ein Lager (11 ,12 der Lagereinrichtungen (4) wird vor der Montage der Lagereinrichtung (4) auf die Achse (1 ) vermessen, um mindestens ein Istmaß individuell für die Lagereinrichtung (4) zu erfassen; b) aus dem Istmaß wird mindestens ein Sollmaß für die Achse (1 ) individuell für die Lagereinrichtung (4) gebildet; c) die Achse (1 ) wird individuell für die Lagereinrichtung (4) an das Sollmaß angepasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (11 ,12) und/oder ein Distanzring (16) der Lagereinrichtung (4) einzeln vermessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (4) vor der Montage auf die Achse (1 ) vermessen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (1 ) vorgesehene Presssitzflächen für die Lager (11 ,12) individuell für die Lagereinrichtung (4) auf das aus dem Istmaß gebildete Sollmaß gefertigt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) eine der Lagereinrichtungen (4) wird vor der Montage auf die Achse (1 ) vermessen, um den Abstand der voneinander abgewandten Stirnseiten der Innenringe (21 ,22) der Lager (11 ,12) als Istmaß individuell für die Lagereinrichtung (4) zu erfassen;
b) aus dem Istmaß wird ein Sollmaß für den axialen Abstand zwischen der Lageranlagefläche (24) und der weiteren Anlagefläche (26) individuell für die vermessene Lagereinrichtung (4) gebildet;
c) der axiale Abstand (A) zwischen der Lageranlagefläche (24) und der weiteren Anlagefläche (26) wird individuell an das Sollmaß der vorher vermessenen Lagereinrichtung (4) angepasst, indem mindestens eine der Anlageflächen (24,26) vor der Montage der Lagereinrichtung (4) auf die Achse (1 ) bearbeitet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (11 ,12) beziehungsweise die Lager (11 ,12) und/oder der Distanzring (16) der Lagereinrichtung (4) beziehungsweise die Lagereinrichtung (4) unter Vorspannung vermessen wird beziehungsweise werden, um das Istmaß individuell für die Lagereinrichtung (4) zu erfassen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement von einer auf die gemeinsame Achse (1) aufgeschraubten Befestigungsmutter (30) gebildet wird, die an der weiteren achsfesten axialen Anlagefläche (26) und dem Innenring (22) des anderen Lagers (12) anliegt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (11 ,12) der Lagereinrichtung (4) vor oder bei dem Vermessen unter Vorspannung in Drehung versetzt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (11 ,12) der Lagereinrichtung (4) jeweils einen Außenring (14,15) umfassen, wobei in axialer Richtung zwischen den Außenringen (14,15) vor dem Vermessen der Lagereinrichtung ein beziehungsweise der Distanzring (16) angeordnet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass beim Vermessen der Lagereinrichtung (4) weitere
Maße, wie die Innen- und Außendurchmesser der Lager (11 ,12) erfasst werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (1), abgesehen von mindestens einer der Anlageflächen (24,26), auf ein Standard-Sollmaß gefertigt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vermessene Lagereinrichtung (4) bei der Montage der Achse (1 ) zugeordnet wird, die auf das zu dem gemessenen Istmaß gehörige Sollmaß bearbeitet wurde.
13. Hydraulische Maschine mit einer Achse (1 ) und einer Lagereinrichtung (4), die gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt und/oder montiert wurde.
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