WO2017054927A2 - Verspanneinheit für wälzlager auf achsen und wellen - Google Patents
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Definitions
- hydraulically actuated units have a number of clamping units, which after the release of the oil pressure, the axial tension between the components
- the clamping units consist for example of pressure screws, which are screwed into threaded bores of one of the components, and are braced against an end face of another component or against one of the bearing rings.
- force pressure * area given linear relationship between the size of the hydraulically effective faces and the applied oil pressure results for a given biasing force that such a unit must be subjected to a higher oil pressure, as a unit in which a large Part of the substantially annular cross-sectional area of the assembly is occupied by the pressure chamber.
- the invention is based on the object, a comparatively easy to manufacture
- clamping unit for adjusting the axial preload of rolling bearings on axles and shafts, which at least a single mechanical clamping unit and a in the
- Clamping unit has large axial pressure surface.
- the pressure chamber is at least partially performed circumferentially around the central axis of the clamping unit; Preferably, it is designed as a completely circumferential annular chamber.
- the clamping unit can either produce a predetermined axial Vorsharinnkraft with the lowest possible oil pressure, or they can produce the largest possible axial biasing force with a predetermined oil pressure.
- the at least one mechanical clamping unit causes the maintenance of the axial tension after the discharge of the oil pressure.
- a clamping unit according to the invention is designed such that an active element of the at least one clamping unit in the clamped state extends completely axially through the pressure chamber.
- the clamping unit causes a frictional connection between at least two components of the
- Clamping unit of which at least a first transmits the biasing force in the one of the two opposite, axial effective directions of the pressure chamber, and of which at least a second transmits the biasing force in the other of the two effective directions of the pressure chamber.
- This is preferably the components that form the frontal boundaries of the pressure chamber.
- the at least one clamping unit is not arranged radially inwardly or outwardly of the pressure chamber, whereby the radial extent of the annular pressure chamber can be increased at least by the radial space requirement of a clamping unit or a single bracing component of such a clamping unit at a given radial height of the clamping unit.
- Substantially annular housing body a preferably annular pressure ring with a cylindrical inner side and a cylindrical outer side and a preferably annular holding body.
- the housing body and the pressure ring are each seated on a cylindrical, inner portion on an outer cylindrical portion of the shaft, wherein the inner diameter of the seated portions of the housing body and pressure ring and the outer diameter of the shaft portion are dimensioned such that between these elements relatively narrow, radial
- Game fits are formed.
- the housing body forms on its inside a cylindrical installation space for the pressure ring, wherein the inner diameter of this installation space and the outer diameter of the pressure ring are also chosen so that a relatively narrow radial clearance is formed between these elements.
- the pressure ring is radially sealed by in each case at least one single circumferential seal against the shaft and against the described installation space of the housing body.
- the seated on the shaft, cylindrical portion of the housing body is also radially sealed by at least a single circumferential seal against the shaft.
- a pressure chamber is formed between the shaft housing body and pressure ring, which is acted upon by at least one, preferably introduced into the housing body connecting bore with a pressurized fluid, preferably with pressurized oil.
- a pressurized fluid preferably with pressurized oil.
- the pressure oil is provided by a pump unit, which only for the bracing of the rolling bearing via a corresponding supply line with the at least one connection bore of the
- the pump unit consists essentially of a motorized, pneumatically or manually operated hydraulic pump, the oil from a
- the pump unit has a pressure gauge between the check valve and the connection of the supply lines, so that the axial preload force acting on the roller bearing can be determined via the applied oil pressure and the effective pressure surface of the pressure chamber.
- the circumferential grooves for receiving the seals which cause the radial sealing of an element against another element or against the shaft, be introduced into each of the elements or into the shaft.
- the arrangement of the grooves in one of the respective Dichtungspartrier can be dependent vori the load and the locally available cross sections.
- the one-piece or multi-part holding body has in a first advantageous embodiment on its inner side at least one portion which generates a non-positive or preferably a positive connection between the holding body and outer portions of the shaft.
- These sections of holding body and shaft preferably have at least approximately congruent geometries to form a positive connection.
- the geometries for a positive connection can be formed as circumferential grooves of one body and mating, circumferential webs of the other body; Preferably, they are designed as a thread.
- a correspondingly provided with an internal thread holding body is preferably carried out in the manner of a shaft nut or a threaded ring.
- a radially separated into at least two segments holding body may have on its inner side a radially inwardly directed, at least partially encircling the circumference of the holding body projection preferably having a cylindrical inner surface in a correspondingly formed, at least partially encircling the circumference of the shaft, radial groove intervenes.
- a holding body, which engages in a circumferential radial shaft groove also be carried out in the manner of a known from the prior art, one-piece shaft lock ring with a radial separation point.
- a frictional connection between the holding body and shaft can be achieved by the radial clamping a cylindrical inner surface of the holding body can be achieved on a cylindrical portion of the shaft with a matched diameter.
- the application of a friction-increasing coating or a rough structure to the cylindrical inner surface of the holding body causes the increase of the axial holding force between the non-positive cylindrical surfaces.
- the holding body is designed as a flange, which is held on a corresponding flange of the shaft with lag screws.
- the holding body can likewise be designed as a flange ring; Alternatively, a design as a continuous cover is possible here.
- another component connected to the shaft can also assume the function of the holding body when designed accordingly; here is an example, to the
- Called shaft end flanged gear which fixes directly or indirectly via other components, a clamping unit according to the invention its axial position on an axle or shaft.
- the housing body and the pressure ring are on the shaft axially between Lagerinhenring and
- Holding body arranged.
- the housing body or the pressure ring in each case with its outer end face on the end face of the bearing inner ring, and the other element lies with its outer end face axially on the holding body.
- Compressing the bearing components creates the preload of the bearing.
- the length of the entire structure is axially mechanically fixed to maintain the bearing preload when the oil pressure is released.
- the fixing takes place by mounting a number of axially acting clamping units, which are preferably clamped between the two components of the clamping unit, which form the frontal boundaries of the pressure chamber.
- the clamping units preferably each consist of a pressure screw or a
- Pressure screw and at least one other, separate pressure piece for transmitting the force applied by the pressure screw.
- the pressure screw and the at least one pressure piece are arranged one behind the other in the direction of their respective longitudinal extent.
- the power transmission between them is done either by the abutment of faces of the two or by a threaded engagement, the pressure screw has a portion with an external thread or with a Irinengewinde forms, and the pressure piece has a section with a corresponding internal or external thread.
- Technologically and economically advantageous is the use of a pressure screw with an external thread and a pressure piece with an internal thread, as a result, the required component diameters are smaller and the components are easier to manufacture, as would be the case with urrigeshiftter execution.
- the thrust piece threadedly engaged with the pressure screw must be prevented from turning on the pressure screw if the rotation of the pressure screw is to cause the pressure piece to move along the thread axis.
- the rotation of the pressure piece can be prevented inter alia by the execution of the pressure piece cross-section in interaction with the direct component environment of the pressure piece.
- the pressure piece may have a longitudinal groove into which a, on the surrounding geometry of the pressure piece rotatably attached
- Guiding element engages.
- a guide element is preferably a stationary key or the head of a screw which is screwed firmly into one of the components forming the pressure chamber.
- the pressure piece on its otherwise cylindrical outer surface on a number of flats, which oppose
- the respective one pressure screw is screwed either with a threaded into a threaded bore in the first, the pressure chamber forming component, or it lies with a, at least partially circumferential to its longitudinal extent, radially outwardly extending paragraph at a suitable portion ebendon Component axially and is supported on this.
- a shoulder is formed by a completely circumferential abutment collar of the pressure screw, and the section for fitting this collar is preferably provided by a shoulder of a, the pressure screw receiving bore in the described component.
- the biasing force can be transmitted directly or indirectly by at least one further component of the pressure screw on this first component.
- a further component can be, for example, a threaded insert which is fitted into the component or an abutment piece screwed to the component.
- the at least one pressure screw or the at least one pressure piece with an end face on the end face of the second, the pressure chamber forming component is brought into abutment and is clamped against this.
- At least one of the elements of the clamping unit has at least one preferably cylindrical section in its longitudinal extent. This is between the geometry of the
- the at least one cylindrical section can be formed by the pressure screw or by a separate pressure piece. When using a separate pressure piece this may have a larger diameter than the
- a cylindrical portion of the pressure screw or the pressure piece is arranged in a bore of the at least one clamping unit receiving component.
- the diameter of the bore is only incommensurably larger than the diameter of this cylindrical portion, so that the portion is received with a narrow radial guide in the bore.
- the central axis of the bore is preferably at least approximately parallel to the central axis of the geometry which receives the pressure screw; is the cylindrical section through the
- the center axes of the bore and the pressure screw receiving geometry must be very precisely parallel, and they must have only a very small distance from each other; preferably they are collinear.
- An enlarged contact surface between the pressure screw and the second, the pressure chamber forming component can also be achieved in that the preferably cylindrical portion of the pressure screw is greater than its thread diameter.
- the mounting hole of such a chip unit is correspondingly stepped in their diameters, and the pressure screw is in the factory assembly of the clamping unit according to the larger
- Pressure screw is therefore designed so that it fits through the core hole of the thread.
- the at least one cylindrical portion of the pressure screw or the pressure piece is sealed with at least one seal against the wall of the bore, so that no pressure oil can escape from the pressure chamber at this point.
- the cylindrical portion has a number of circumferential radial grooves for receiving the at least one seal;
- the circumferential radial grooves are formed in the bore wall.
- the pump unit is advantageous an adjustable pressure relief valve, which ensures the necessary volume compensation while maintaining the oil pressure. Since even with a plurality of supply lines, these are hydraulically connected at least via the pressure chamber, a single pressure relief valve for the entire supply system is sufficient.
- the adjustable pressure relief valve also ensures the simplified application of the clamping unit, since the desired preload force of the bearing on the above
- a reduction of the pressure chamber volume during actuation of the clamping unit can be prevented by structural design of the at least one clamping unit.
- This can be achieved, for example, by a cap, which in a type of clamping unit according to the invention comprises the described cylindrical portion of the pressure screw or at least one pressure piece pressure-tight, and which by a corresponding structural design such as an axial screw firmly on the, the pressure screw or the Pressure piece opposite end face of the second, the pressure chamber forming component is present.
- a closely related, further type of clamping unit according to the invention comprises at least one clamping unit whose cylindrical pressure piece is fixed in the manner of a piston rod of a known from the prior art working cylinder axially fixed to the end face of the second, the pressure chamber forming component.
- Such attachment is executed positively or non-positively; it can be done by screwing, gluing, vulcanization or by any other suitable method or combination thereof.
- the axial clamping of the pressure piece by a clamping screw, which is mounted in the first, the pressure chamber forming component takes place outside the pressure chamber. With this configuration, the cross section of the pressure chamber remains constant and independent of the respective operating state of the at least one clamping unit. The occurring in the previously described type
- this type of construction makes it possible to obtain a compact cross-section of the clamping unit according to the invention, based on the possible clamping travel.
- Clamping unit designed so that they do not form a closed volume with each other, which in a relative movement of the pressure screw to the pressure piece along their common
- Thread axis changed. This ensures that the oil volume and thus the oil pressure in the
- Oil can flow around the pressure piece.
- Pressure screw and pressure piece at least a single opening on, which is an intermediate
- Pressure chamber connects.
- Advantageous for this purpose is the formation of the pressure piece with a, axially adjacent to its internal thread opening; Particularly advantageously, the pressure piece has a completely continuous threaded bore.
- Pressure screw along its longitudinal axis, as this would cause the displacement of an oil volume. It is therefore particularly advantageous to use a pressure screw which is supported by a bearing collar on a correspondingly suitable surface of the first, the pressure chamber forming component.
- clamping units with pressure screws Alternatively to the design of the clamping units with pressure screws and designs are possible in which the axial clamping forces are applied by wedge systems. Due to the simpler structure and the safe function but clamping units with pressure screws are preferable. Accordingly, only such clamping units are described here.
- the radial position of the clamping units must be chosen so that the spaces occupied by the elements of the clamping units intersect the inner cylindrical wall of the installation space in the housing body and the cylindrical outer surface of the shaft in such a way that at these functional surfaces the seal against the other Pressure chamber forming component is influenced.
- the center axes of the clamping units are arranged approximately at the level of half the radial extent of the pressure chamber cross-section.
- the center axes of the clamping units are preferably substantially axially with respect to the
- an orientation inclined by an angle ⁇ to the central axis of the shaft may be advantageous due to the design of the components or the installation situation of the clamping unit.
- the inclination angle ⁇ is smaller than 45 °; more preferably ⁇ is less than 20 °.
- An advantageous development of a clamping unit according to the invention represents the combination of a pressure ring with the function of a holding body.
- such a pressure ring may be designed as an annular body with an internal thread in the manner of a shaft nut.
- such a pressure ring at one of its end faces an inside and
- a cylindrical outer surface of the pressure ring after the Malawih type or the described paragraph of a pressure ring according to the second type act with a
- Housing body of the type described together and forms with this a pressure chamber.
- a pressure ring By the engagement of its internal thread in a shaft thread such a pressure ring initiates the axial clamping force in the shaft.
- a pressure ring can form a radially extending flange, which is preferably held by tension screws on a corresponding shoulder of the shaft.
- a third embodiment of such a combination of functions represents a pressure ring which, in its axial extension pointing away from the pressure chamber, forms a section which is non-positively connected to the shaft.
- This section preferably has congruent inner surfaces to the shaft; particularly preferably, these surfaces have a high coefficient of friction on the shaft.
- this section preferably has at least one, substantially axially extending, radial slot, which facilitates a radial compression of the section and thus pressing it onto the shaft.
- the at least one slot is limited in its axial extent so that it has no connection to the pressure chamber or to a groove in which a seal of the pressure chamber is located.
- the radial forces for pressing the portion onto the shaft are preferably applied by at least one clamping screw, which bridges the at least one slot tangentially.
- a technically very advantageous and therefore particularly preferred embodiment of a unit for applying the radial pressing forces is an internal conical clamping ring, which rests on a congruent outer conical surface of the section to be clamped.
- the clamping ring will open pulled the outer conical surface of the section and thereby causes the radial pressing of the
- Fit between the shaft and the section can be dispensed with the introduction of the described slots in the section;
- the section deforms radially enough strong enough to transfer the pressure forces required for the frictional connection to the shaft.
- the radial forces for pressing the section on the shaft can also be applied by a clamping ring which is heated on a rotationally symmetrical outer surface of the section, and which then shrinks on cooling by reducing its preferably also rotationally symmetrical inner surface of the section and a radial pressure exercises on this. Due to the necessary warming of the clamping ring prior to its installation and the lack of the possibility of non-destructive disassembly, however, such a design is generally technically rather disadvantageous and will therefore not be dealt with further here.
- such a housing body can be designed as an annular body with an internal thread in the manner of a shaft nut, which at one of its end faces an installation space for a pressure ring or for a described approach to type and Has function of a pressure ring.
- This installation space forms a pressure chamber with a pressure ring or a described axial approach.
- a housing body may also form a radially extending flange for attachment to the shaft.
- such a housing body can form a, facing away from the pressure chamber section whose inner surface is pressed by a corresponding unit radially on the shaft and so causes a frictional connection with this.
- the shaft has a shoulder which forms an abutment for the axial force for bracing the bearing.
- the shaft shoulder has an end face on which one of Housing body and pressure ring axially supported to initiate the force of the clamping unit in the shaft.
- the shaft forms a shaft shoulder, which corresponds in size and shape to a pressure ring and assumes its function, so that the pressure ring is dispensed with as a separate component.
- the housing body receives the shaft shoulder in its installation space and forms with it the pressure chamber. With his facing away from the shaft shoulder end face it rests against the end face of the bearing inner ring and thus exerts the biasing force on this.
- the bearing inner ring forms on its, the clamping unit facing end face of an axial shoulder, which assumes the function of a pressure ring according to the manner already described, or which forms an installation space for receiving a pressure ring.
- the shaft and a housing body or a pressure ring as a clamping unit according to the invention is thus formed with a reduced number of components.
- the housing body forms an installation space, which provides both the radially outer and the radially inner wall of the pressure chamber.
- the radially inner wall is formed by a, around the central axis of the clamping unit encircling, axial portion of the housing body.
- the radially outer wall is formed by the housing body, and the radially inner wall is formed by an axial section of the pressure ring or of the bearing inner ring, which revolves around the center axis of the clamping unit.
- the wall thickness of the, the inner wall of the pressure chamber forming portion can be chosen to be relatively small, if in this area a comparatively narrow radial fit between the inner surface of the portion and the outer surface of the shaft is present.
- the section can divert the radial forces acting in the pressure chamber into the shaft without appreciable radial deformation of the inner wall. In this way, despite the formation of the radially inner at a predetermined outer diameter of the assembly
- FIG. 1 shows a clamping unit according to a first embodiment, comprising a
- Housing body Housing body, a pressure ring, a holding body and a number
- FIG. 2 shows a clamping unit according to a second embodiment, comprising a
- Housing body with an internal thread, a pressure ring and a number of
- Clamping units in a longitudinal section; 3 shows a clamping unit according to a third embodiment, comprising a
- Housing body a pressure ring with an internal thread and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 4 shows a clamping unit according to a fourth embodiment, comprising a
- Bearing inner ring having an axially extending portion, a housing body having an internal thread and a number of clamping units in a longitudinal section;
- Figure 5 shows a clamping unit according to a fifth embodiment, comprising a
- Housing body designed as a flange ring pressure ring and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 6 shows a clamping unit according to a sixth embodiment, comprising a
- Housing body with axial pockets on one of its end faces, a shaft with a shaft shoulder and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 7 shows a clamping unit according to a seventh embodiment, comprising a
- Housing body a bearing inner ring having an axially extending portion, a shaft with a shaft shoulder and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 8 shows a clamping unit according to an eighth embodiment, comprising a as
- Flange ring formed housing body, a bearing inner ring with an axially extending portion and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 9 shows a clamping unit according to a ninth embodiment, comprising a
- Housing body a holding body with an internal thread, a pressure ring with axial pockets on one of its end faces and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 10 shows a clamping unit according to a tenth embodiment, comprising a
- FIG. 11 shows a clamping unit according to an eleventh embodiment, comprising a
- Housing body with an inner radial wall of the pressure chamber and with an internal thread, a pressure ring and a number of clamping units in a longitudinal section; 12 shows a clamping unit according to a twelfth embodiment, comprising a
- Housing body having an inner radial wall of the pressure chamber, a pressure ring with an axially extending portion and with an internal thread and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 13 shows a clamping unit according to a thirteenth embodiment, comprising a
- Housing body with an internal thread, a pressure ring with an inner radial wall of the pressure chamber and a number of clamping units in one
- FIG. 14 shows a clamping unit according to a fourteenth embodiment, comprising a
- FIG. 15 shows a circuit breaker according to a fifteenth embodiment, comprising one
- Housing body having an inner radial wall of the pressure chamber, a holding body, a pressure ring and a number of clamping units in one
- FIG. 16 shows a clamping unit according to a sixteenth embodiment, comprising a housing body with an inner radial wall of the pressure chamber and with an internal thread, a pressure ring and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 17 shows a clamping unit according to a seventeenth embodiment, comprising a
- Housing body with an inner radial wall of the pressure chamber and with an internal thread, a pressure ring and a number of clamping units in a longitudinal section;
- FIG. 18 shows a pump unit for actuating a clamping unit according to the invention in a symbolic representation.
- FIG. 1 shows a first embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a housing body 1 is seated with its cylindrical inner surface 26 on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 and is sealed against this by a seal 17, which is received in a circumferential radial groove 18 of the housing body 1.
- the housing body 1 has on its inside a to the central axis M completely encircling installation space 28, in he receives a pressure ring 2, which abuts with its side facing away from the housing body 1 end face 12 on the end face 21 of the bearing inner ring 4.
- the pressure ring 2 is seated with its cylindrical inner surface 20 on a cylindrical outer surface 15 of the shaft 5.
- seals 7, 8, 13 are arranged in circumferential radial grooves 9, 10, 14 of the housing body 1 and the pressure ring 2.
- the housing body 1, the pressure ring 2 and the shaft 5 form between them
- Housing body 1 and a connected thereto supply line pressurized oil, so that in the pressure chamber 6, an axial force is built up, which acts on the pressure ring 2 and on the housing body 1 and thereby the clamping unit axially apart.
- the housing body 1 rests with its end face 60 on an end face 41 of a preferably at least two-part, annular holding body 3 and is held by this against the force acting in the pressure chamber 6 axial force in its position on the shaft 5.
- the holding body 3 engages with its inner contour 22 in a preferably completely circumferential radial groove 27 of the shaft 5 and thus initiates the absorbed axial force in the shaft 5 a.
- the holding body 3 on axial bores 23, which are penetrated by the clamping units 32.
- the diameter of the holes 23 is selected so that there is no interaction between the holding body 3 and the clamping units 32.
- the clamping units 32 are formed by pressure screws 37, which with their
- Threaded portions 38 are screwed into axial threaded bores 25 of the housing body 1. Facing the roller bearing 39, the pressure screws 37 each have one, along their
- the sections 31 have circumferential radial grooves 35, 36, in which seals 33, 34 are received, which seal the sections 31 radially against the walls 24 of the bores 30.
- roller bearing 39 For biasing the roller bearing 39 is via a corresponding supply line and the
- the connected to the clamping unit pump unit has an adjustable
- Pressure relief valve on, which prevents the desired axial force to preload of the rolling bearing 39 is exceeded.
- Pressure screws 37 are then braced with a, based on the size of its thread 38, low torque.
- the pressure limiting valve of the pumping unit allows the volume of oil displaced from the pressure chamber 6 into the pressure chamber 37 when the pressure screws 37 are tightened by the cylindrical sections 31
- Figure 2 shows a second embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a housing body 1 is seated with a cylindrical inner surface 26 on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 and is thus centered on this.
- the housing body 1 is sealed by a seal 46, which is received in a circumferential radial groove 47 of the shaft 5, against the outer surface 16 of the shaft 5.
- the housing body 1 forms an internal thread 51, which is in engagement with a shaft thread 57 and thus dissipates the axial compressive forces applied by the tensioning unit into the shaft 5.
- the housing body 1 has an installation space 28 for a pressure ring 2.
- the pressure ring 2 forms on its cylindrical inner surface 20 and on its cylindrical outer surface 54 circumferential radial grooves 14, 42, 43, in which radially acting seals 7, 8, 13th
- connection hole 19 in the housing body 1 is a pressure oil in between
- the clamping units 32 are by pressure screws 37 which are threaded into bores 25 of
- Housing body 1 are screwed, and formed by separate pressure pieces 45.
- Pressure pieces 45 each have at least one preferably cylindrical portion 101.
- Plungers 45 are accommodated with their respective at least one portion 101 in cylindrical holes 30 of the housing body 1, which adjoin the threaded bores 25 axially and are preferably aligned coaxially with these. To transmit the axial Verspann concept between the Gehause endeavor 1 and the pressure ring 2, the plungers 45 are axially between the
- End surfaces 56 of the pressure screws 37 and facing away from the rolling bearing 39 end face 11 of the Pressure ring 2 arranged.
- the pressure pieces 45 have circumferential radial grooves 48, 49, in which radially acting seals 33, 34 are received, which seal the pressure pieces 45 against the walls 24 of the bores 30.
- the diameter of the end faces 55 of the pressure pieces 45 are preferably made larger than the thread core diameter of the pressure screws 37. As a result, the surface pressure between the end faces 55 of the pressure pieces 45 and the end face 11 of the pressure ring 2 is less than would the end faces 56 of the pressure screws 37 on the end face 11 of the pressure ring 2 abut.
- FIG. 3 shows a third embodiment of a clamping unit according to the invention in one embodiment
- a housing body 1 is seated with its cylindrical inner surface 26 on a.
- cylindrical outer surface 15 of the shaft 5 and lies with its end face 60 on the end face 21 of the bearing inner ring 4.
- the housing body 1 accommodates an axially extending, completely circumferential around the central axis M, outer cylindrical portion 58 of a pressure ring 2.
- the pressure ring 2 is seated with a cylindrical inner surface 20 on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 and further forms an internal thread 51, with which it engages in a shaft thread 57.
- the pressure chamber 6 is correspondingly formed between the housing body 1, the portion 58 of the pressure ring 2 and the shaft 5.
- the pressure screws 37 form cylindrical sections 31, which have a larger diameter than their thread 38.
- their key geometries 62 have a smaller enveloping circle than the core diameter of the threaded holes 52nd
- FIG. 4 shows a fourth embodiment of a clamping unit according to the invention in one embodiment
- a housing body 1 which is seated with a cylindrical inner surface 26 and with an internal thread 51 on a cylindrical outer surface 15 and a shaft thread 57 of the shaft 5, takes in its installation space 28 an axially extending, completely around the
- the section 63 is formed by radially acting seal 7, 8, 13, which in circumferential radial grooves 64, 80, 81 of the section 63 are arranged, sealed against the housing body 1 and the shaft 5.
- the pressure chamber 6 between the housing body 1, the portion 63 of the bearing inner ring 4 and the shaft 5 is formed.
- the end faces 40 of the pressure screws 37 are braced against the end face 82 of the portion 63 of the bearing inner ring 4.
- Figure 5 shows a fifth embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a pressure ring 2 is placed with its cylindrical inner surface 20 on a cylindrical outer surface 66 of the shaft 5.
- the pressure ring 2 forms an at least segmentally encircling, radially inwardly aligned flange 67 with mounting holes 68, through which lag screws 69 are screwed into threaded holes 70 of the Wellenerides 65 and so fix the pressure ring 2 on the shaft 5.
- a housing body 1 rests with its end face 60 against the end face 21 of the bearing inner ring 4 and accommodates in its installation space 28 an outer cylindrical portion 71 of the pressure ring 2.
- connection bore 72 which extends through the portion 71 of the pressure ring 2 substantially axially.
- the pressure ring 2 has in its bores 50 radial grooves 73 in which seals 33 are located, which seal the pressure ring 2 against the outer surfaces 74 of the formed by the clamping screws 37 cylindrical portions 31.
- FIG. 6 shows a sixth embodiment of a clamping unit according to the invention in one embodiment
- a housing body 1 sits with its cylindrical inner surface 26 on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 and takes in its installation space 28 a
- Shaft shoulder 75 which corresponds in its design and function of a pressure ring of the embodiments of a clamping unit according to the invention according to one of Figures 1 and 2.
- the housing body 1 On its, on the end face 21 of the bearing inner ring 4 adjacent face 60, the housing body 1 axially and radially extending pockets 76, of which the axial threaded holes 25 and holes 30 for receiving the pressure screws 37 in the
- Housing body 1 extend.
- the formation of the pockets 76 allows access to the
- the shaft shoulder 75 forms radial grooves 77, 78, in which seals 7, 8 are arranged, which radially seal the shaft shoulder 75 against the cylindrical wall 29 of the installation space 28.
- the end faces 40 of the pressure screws 37 are braced against the end face 83 of the shaft shoulder 75.
- Figure 7 shows a seventh embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a housing body 1 which is seated with a cylindrical inner surface 26 on the cylindrical outer surface 16 of a shaft portion 79, takes in its installation space 28 an axially extending, completely encircling the central axis M, outside cylindrical portion 63 of the bearing inner ring 4, in its configuration and Function corresponds to a push ring of the embodiments of a clamping unit according to the invention according to one of Figures 1 and 2.
- Housing body 1 is supported with its end face 60 against the end face 83 of a shaft shoulder 75 and thus initiates the applied to the rolling bearing 39 axial clamping force in the shaft 5 a.
- the central axis S of a pressure screw 37 and a pressure piece 45 existing clamping unit 32 is inclined against the central axis M of the shaft 5 and clamping unit by the angle et.
- the free access to the key geometries 62 of the pressure screws 37 is made possible radially outside the shaft shoulder 75.
- Pressure element 45 rests flat against the preferably vertical end face 82 of the portion 63 of the bearing inner ring 4, the pressure piece 45 has a longitudinal groove 84, in which a, inserted into the housing body 1 guide piece 85 engages; This will cause a twisting of the
- such a rotation can also be prevented by the formation of non-circular and at least approximately congruent cross sections of the pressure piece 45 and the bore 30.
- Figure 8 shows an eighth embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a housing body 1 is placed with its cylindrical inner surface 26 on a cylindrical outer surface 66 of the shaft 5.
- the housing body 1 forms an at least segmentally encircling, radially inwardly aligned flange 67 with mounting holes 68 through which pull screws 69 in threaded holes 70 of Shaft end 65 are screwed and thus fix the housing body 1 on the shaft 5.
- the housing body 1 accommodates in its installation space 28 an axially extending portion 63 of the bearing inner ring 4, which corresponds in its design and function Druckrihg the embodiments of a clamping unit according to the invention according to one of Figures 1 and 2.
- Figure 9 shows a ninth embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a housing body 1 and a pressure ring 2 sit with their cylindrical inner surfaces 26, 20.
- the housing body 1 receives in its installation space 28 on the pressure ring 2, which rests with its end face 12 on the end face 21 of the bearing inner ring 4.
- the pressure ring 2 has axially and radially extending pockets 98, from which extend the axial threaded holes 52 and holes 50 for receiving the pressure screws 37 in the body of the pressure ring 2.
- the formation of the pockets 98 allows access to the key geometries 62 of the pressure screws 37 in order to tension them with a corresponding tool.
- the housing body 1 rests with its front surface 60 pointing away from the roller bearing 39 against an end face 41 of a holding body 3.
- the holding body 3 engages with an internal thread 53 in a shaft thread 57 and thus initiates the axial forces of the clamping unit in the shaft 5 a.
- the holding body 3 is a shaft nut or a threaded ring.
- FIG. 10 shows a tenth embodiment of a clamping unit according to the invention in one embodiment
- a housing body 1 is seated with a radial guide centered on a shaft 5 and is fixed by a verzugmaschine at least two-part, annular support body 3, which engages in a circumferential radial groove 27 of the shaft 5, axially on the shaft 5.
- the housing body 1 has a, around the central axis M preferably completely encircling installation space 28 which is bounded by an outer cylindrical wall 29 and by an inner cylindrical wall 102 radially.
- the inner cylindrical wall 102 is formed by an axial portion 105 of the case body 1.
- the section 105 has an at least partially around the central axis M circumferential cylindrical inner surface 106 which rests with a preferably relatively narrow radial fit on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5.
- the inner surface 106 completely revolves around the central axis M.
- the inner surface 106 preferably does not extend the full length of the Housing body 1; their axial extension is only slightly larger than the axial one
- the housing body 1 receives an axially extending portion 104 of a pressure ring 2.
- the portion 104 forms a cylindrical outer surface 54 and a cylindrical inner surface 103, which are each guided with preferably a relatively narrow radial fit of the walls 29, 102 of the Einbäuraums 28.
- the section 104 is sealed by radially acting seals 7, 13 against the cylindrical walls 29, 102 of the installation space 28, so that between the portion 104 and the installation space 28 of the housing body 1, the pressure chamber 6 is formed.
- the pressure ring 2 is located with his from the housing body. 1
- clamping unit according to the invention has a number of clamping units 32, which are formed by appropriately configured pressure screws 37.
- Figure 11 shows an eleventh embodiment of a clamping unit according to the invention in one
- a housing body 1 sits with a radial guide on a shaft 5 and is centered on this.
- the housing body 1 forms an internal thread 51, which with a
- the housing body 1 forms an installation space 28 for an axial portion 104 of a pressure ring 2, wherein the installation space 28 is radially bounded by an outer cylindrical wall 29 and by an inner cylindrical wall 102.
- the inner cylindrical wall 102 is formed by an axial portion 105 of the case body 1.
- the section 105 has an at least partially around the central axis M circumferential cylindrical inner surface 106 which rests with a preferably relatively narrow radial fit on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5. Particularly preferably, the inner surface 106 completely revolves around the central axis M.
- FIG. 12 shows a twelfth embodiment of a clamping unit according to the invention in one embodiment
- a housing body 1 sits with its at least partially encircling around the central axis M, cylindrical inner surface 106 of an axially extending portion 105 preferably with a narrow radial fit on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 and is located with its end face 60 on the end face 21 of the bearing inner ring 4.
- the housing body 1 has a, around the central axis M preferably completely encircling installation space 28 which is bounded by an outer cylindrical wall 29 and by an inner cylindrical wall 102 radially.
- this installation space 28 of the housing body 1 takes an axially extending, to the same extent as the installation space 28 around the central axis M circumferential portion 58 of a pressure ring 2.
- the section 58 forms a cylindrical
- the clamping units 32 are formed by a respective pressure screw 37 and a pressure piece 45 in the manner already described.
- FIG. 13 shows a thirteenth embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a housing body 1 forms an internal thread 51, which with a
- the housing body 1 has an installation space 28 for receiving a pressure ring 2, wherein the installation space 28 is bounded by an outer cylindrical wall 29 radially.
- the pressure ring 2 is seated on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 with an at least partially circumferential, around the central axis M, cylindrical inner surface 115 of an axially extending portion 114 and lies with its end face 12 on the end face 21 of the bearing inner ring 4 on. Particularly preferred runs the
- the outer cylindrical wall 29 in the housing body 1 receives the cylindrical outer surface 54 of the pressure ring 2 with a relatively narrow radial guide, and a cylindrical inner surface 112 of the housing body 1 also sits with a relatively narrow radial guide on the cylindrical wall 113 of the pressure ring 2. In this way, the housing body 1 is centered on the shaft 5.
- FIG. 14 shows a fourteenth embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a pressure ring 2 is seated on a cylindrical outer surface 16 of the shaft 5 with an at least partially encircling around the central axis M, cylindrical inner surface 115 of an axially extending portion 114 preferably with a relatively narrow radial fit and is characterized on. this centered.
- the inner surface 115 runs completely around the central axis M.
- the portion 114 forms radially outwardly the inner cylindrical wall 113 of the
- the housing body 1 is seated with its cylindrical inner surface 112 with a relatively narrow radial guide on the cylindrical wall 113 of the pressure ring 2 and is thereby guided on this.
- the pressure ring 2 On its side facing away from the pressure chamber 6, the pressure ring 2 forms a section 59 with at least one conical outer surface 61, the inner surface 99 of which rotates at least partially around the central axis M with a relatively narrow radial fit on an outer surface 100 of the shaft 5.
- the inner surface 99 completely revolves around the central axis M and is in
- Inner surface 99 provided with a friction-increasing coating or with a friction-increasing structuring.
- the clamping ring 107 has a further number of through holes 117, which are penetrated by the clamping screws 37.
- all through holes 110, 117 are made similar; Particularly preferably, they are located on a common bolt circle.
- the mounting of the clamping ring 107 causes a radial force acting on the portion 59, which presses its inner surface 99 on the outer surface 100 of the shaft 5. This will be a
- Figure 15 shows a fifteenth embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a housing body 1 is seated with a radial guide centered on a shaft 5 and is fixed axially on the shaft 5 by a retaining ring 3 designed as a flange ring.
- the housing body 1 accommodates a pressure ring 2 in an installation space 28 and thus forms together with the latter a pressure chamber 6.
- the clamping unit comprises a number of clamping units 32, each consisting of a
- Pressure screw 37 and 45 consist of a pressure piece.
- the pressure screw 37 forms a, to the pressure chamber 6 to be pointed portion with an external thread 119, which is in engagement with an internal thread 118 of the pressure piece 45.
- the pressure screw 37 forms a preferably cylindrical section 31, whose outer diameter is greater than that of the external thread 119, against the external thread 119.
- the section 31 is mounted with a narrow radial guide in a bore 30 of the base body 1, against whose preferably cylindrical wall 24 it is radially sealed by a seal 33.
- the cylindrical portion 31 is adjoined by an abutment collar 120 which, when the clamping unit 32 is clamped with its end face 121 pointing away from the pressure chamber 6, abuts against the abutment surface 124 of an abutment piece 122 facing it and is axially supported thereon.
- the contact piece 122 forms an external thread 123, with which it is screwed into a threaded bore 126 of the base body 1.
- the pressure piece 45 has on its preferably cylindrical outer surface 127 a longitudinal groove 84 into which a rotatably connected to the main body 1 guide piece 85 engages, so that a rotation of the pressure screw 37 causes a movement of the pressure piece 45 along the central axis S of external thread 119 and internal thread 118 until it rests with its annular end face 55 on the end face 11 of the pressure body 2 facing it.
- the internal thread 118 extends through the pressure piece 45 preferably in the entire length; this is at the
- Pressure piece 45 forms changing volume, whereby the oil volume and thus the oil pressure in the pressure chamber 6 would be influenced.
- at least one radially outwardly extending groove 133 is preferably introduced into the end face 55, the groove 133 only a very small Cross section must have.
- the main body 1 takes the pressure piece 45 and lying in this external thread 119 in a, preferably formed as a bore 125 and axially outgoing from the pressure chamber 6
- the diameter of the bore 125 is chosen so large that between the bore 125 and the outer surface 127 of the pressure piece 45, an annular gap of sufficient width is formed.
- the threads 118, 119 are preferably designed to be left-handed, since in this way the clamping unit 32 is to be tense intuitively by the turning to the right of a keyed on the geometry 62 of the pressure screw 37 tool.
- FIG. 16 shows a sixteenth embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a housing body 1 is seated with an internal thread 51 on a shaft thread 57 of the shaft 5 and is thus centered on this and axially fixed.
- the clamping unit comprises a number of clamping units 32, each consisting of a
- the pressure screw 37 forms a preferably on the external thread 119
- External thread 129 which is screwed into a threaded bore 128 of the base body 1.
- the rotation of the pressure screw 37 with a, inserted into a key geometry 62 tool causes the screwing of the external thread 129 in the threaded bore 128 and thus a movement of the pressure screw 37 to the pressure chamber 6.
- the execution of the thread as a fine thread is particularly preferred because of the finer adjustability and because of the self-locking of the fine thread against loosening.
- the threads 118, 119 are left-handed and the threads 128, 129 designed to be right-handed, since in this way the clamping unit 32 is to be tense by the clockwise rotation of the pressure screw 37.
- FIG. 17 shows a seventeenth embodiment of a clamping unit according to the invention in a longitudinal section.
- a housing body 1 is seated with an internal thread 51 on a shaft thread 57 of the shaft 5 and is thus centered on this and axially fixed.
- the clamping unit comprises a number of clamping units 32, each consisting of a
- Pressure screw 37 and 45 consist of a pressure piece.
- the pressure piece 45 consists essentially of a cylindrical portion 31 which is mounted with a narrow radial guide in a bore 30 of the base body 1 and is sealed by a seal 33 radially against it. At its end projecting into the pressure chamber 6, the pressure piece 45 forms a threaded pin 132, which is screwed into a threaded bore 131 of the pressure ring 2 in such a way that its end face 55 bears firmly against the end face 11 of the pressure ring 2.
- the pressure screw 37 is screwed into a threaded bore 25 of the base body 1 and brought with its, facing the pressure chamber 6 end face 56 on the free end face 130 of the pressure piece 45 to the plant.
- the threads 25, 131 advantageously have the same direction of movement, since in this way the friction torque exerted by the pressure screw 37 on the end faces 56, 130 on the pressure piece 45, this only tighten but not unscrew.
- FIG. 18 shows a preferred embodiment of a pumping unit for a device according to the invention
- a pump 90 sucks the oil from a reservoir 92 via a line 91; the opening of the line 91 is below the oil level. Via a line 88, the pressure oil to
- Check valve 87 prevents the oil from running back into reservoir 92 via pump 90 and line 91.
- a manometer 97 is connected to line 88;
- the axial preload force of the clamping unit according to the invention is to be calculated directly via the indicated oil pressure.
- the prespatch force can be read directly on gauge 97.
- an electronic pressure gauge 97 is used, which in addition or as an alternative to the oil pressure can indicate the force acting on the roller bearing preload by appropriate internal conversion.
- a check valve 94 is arranged, which is closed during operation of the pump 90. After the described axial clamping of the clamping unit according to the invention, the check valve 94 is opened to drain the oil pressure from the system; the excess oil flows into the
- Vrrats constituting Vrrats Vrrats constituting Vrrats.
- an adjustable pressure relief valve 96 is installed in parallel to the shut-off valve 94 in a further, connected to the line 88 stub 95.
- shut-off valve 94 and pressure relief valve 96 are preferably connected below the oil level to the reservoir 92 to avoid unnecessary blistering of the oil when running back into the reservoir 92.
- FIGS. 1 to 17 Although only one tapered roller bearing is shown in FIGS. 1 to 17, a tensioning unit according to the invention for the axial prestressing of all others is axially prestressable
- Rolling bearing types suitable It is therefore not limited to use with tapered roller bearings.
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Abstract
Zur axialen Verspannung von Wälzlagern auf Achsen und Wellen werden Einheiten mit einer axial wirkenden, ringförmigen Druckkammer verwendet, die nach dem Ablassen des Kammerdruckes mit mechanischen Spanneinheiten axial verspannt sind. Die wirksame Fläche der Druckkammer ist dabei nach radial auswärts durch den Außendurchmesser der Komponenten und durch den Raumbedarf der um die Druckkammer angeordneten Spanneinheiten begrenzt. Die erfindungsgemäße Verspanneinheit ermöglicht durch ihren Aufbau die Maximierung der wirksamen Druckfläche bei gegebenen Abmessungen der Baueinheit, indem die Spanneinheiten die Druckkammer axial durchragen. Durch ihren Aufbau ermöglicht die erfindungsgemäße Verspanneinheit die zuverlässige axiale Verspannung von Wälzlagern bei maximierter Axialkraft und geringem Bau- und Kostenaufwand. Eine erfindungsgemäße Baueinheit wird in Triebsträngen von Maschinen und Anlagen verwendet; hierbei bevorzugt in Windenergieanlagen und in Großantrieben.
Description
Verspanneinheit für Wälzlager auf Achsen und Wellen
Zur axialen Vorspannung großer Wälzlager werden Baueinheiten verwendet, welche die benötigte Vorspannkraft durch eine Anzahl von Schraubelementen oder durch hydraulisch betätigte
Komponenten aufbringen.
Die wegen ihrer einfacheren Bedienung und der genaueren Einhaltung der Vorspannkraft vorteilhaften, hydraulisch betätigten Baueinheiten weisen eine Anzahl von Spanneinheiten auf, die nach dem Ablassen des Öldruckes die axiale Verspannung zwischen den Komponenten der
Baueinheit und des Wälzlagers aufrecht erhalten. Die Spanneinheiten bestehen beispielsweise aus Druckschrauben, die in Gewindebohrungen einer der Komponenten eingeschraubt sind, und gegen eine Stirnfläche einer anderen Komponente oder gegen einen der Lagerringe verspannt sind.
Baueinheiten, welche aufgrund der relativ einfachen Bauweise eine ringförmig um ihre Mittelachse angeordnete Druckkammer ausbilden, weisen Spanneinheiten auf, welche radial einwärts oder auswärts von der Druckkammer angeordnet sind. Bei einem vorgegebenen maximalen
Außendurchmesser der Baueinheit bewirkt diese Anordnung, dass die radiale Erstreckung der Stirnflächen der Druckkammer recht eng begrenzt ist. Dieses ist besonders stark ausgeprägt, wenn die Spanneinheiten eine relativ große Anlagefläche aufweisen, um die Flächenpressung zwischen den Spanneinheiten und den anliegenden Komponenten zu reduzieren. Die daraus folgende, relativ große radiale Erstreckung der Spanneinheiten bewirkt eine relativ geringe radiale Erstreckung der
Druckkammer und damit eine entsprechend kleine Stirnfläche derselben.
Über den aus der Formel Kraft = Druck * Fläche gegebenen linearen Zusammenhang zwischen der Größe der hydraulisch wirksamen Stirnflächen und dem aufgebrachten Öldruck ergibt sich bei vorgegebener Vorspannkraft, dass eine derartige Baueinheit mit einem höheren Öldruck beaufschlagt werden muss, als eine Baueinheit, bei der ein großer Teil der im wesentlichen ringförmigen Querschnittsfläche der Baueinheit durch die Druckkammer eingenommen wird.
Im Umkehrschluss kann bei Vorgabe eines maximal aufzubringenden Öldrucks mit einer derartigen Baueinheit nur eine geringere Vorspannkraft bewirkt werden, als es über die Querschnittsfläche der Baueinheit möglich wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfach herzustellende
Verspanneinheit zur Einstellung der axialen Vorspannung von Wälzlagern auf Achsen und Wellen bereitzustellen, welche wenigstens eine einzelne mechanische Spanneinheit sowie eine im
Wesentlichen ringförmige hydraulische Druckkammer mit einer relativ zum radialen Bauraum der
Verspanneinheit großen axialen Druckfläche aufweist. Die Druckkammer ist dabei wenigstens teilweise um die Mittelachse der Verspanneinheit umlaufend ausgeführt; bevorzugt ist sie als vollständig umlaufende ringförmige Kammer ausgebildet.
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BESTÄTIGUNGSKOPIE
Durch diese Ausführung kann die Verspanneinheit entweder eine vorgegebene axiale Vorspännkraft mit einem möglichst geringen Öldruck erzeugen, oder sie kann mit einem vorgegebenen Öldruck eine möglichst große axiale Vorspannkraft erzeugen. Die wenigstens eine mechanische Spanneinheit bewirkt die Aufrechterhaltung der axialen Verspannung nach dem Ablassen des Öldrucks.
Eine erfindungsgemäße Verspanneinheit ist derart ausgeführt, dass ein Wirkelement der wenigstens einen Spanneinheit im verspannten Zustand die Druckkammer axial vollständig durchragt.
Die Spanneinheit bewirkt einen Kraftschluss zwischen wenigstens zwei Komponenten der
Verspanneinheit, von denen wenigstens eine erste die Vorspannkraft in die eine der beiden entgegengesetzten, axialen Wirkrichtungen der Druckkammer überträgt, und von denen wenigstens eine zweite die Vorspannkraft in die andere der beiden Wirkrichtungen der Druckkammer überträgt. Bevorzugt sind dieses die Komponenten, welche die stirnseitigen Begrenzungen der Druckkammer ausbilden.
Auf diese Weise ist die wenigstens eine Spanneinheit nicht radial einwärts oder auswärts der Druckkammer angeordnet, wodurch bei vorgegebener radialer Bauhöhe der Verspanneinheit die radiale Erstreckung der ringförmigen Druckkammer wenigstens um den radialen Raumbedarf einer Spanneinheit oder einer einzelnen verspannenden Komponente einer solchen Spanneinheit vergrößert werden kann.
Eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit besteht aus einem im
Wesentlichen ringförmigen Gehäusekörper, einem vorzugsweise ringförmigen Druckring mit zylindrischer Innenseite und zylindrischer Außenseite und aus einem vorzugsweise ringförmigen Haltekörper. Der Gehäusekörper und der Druckring sitzen mit jeweils einem zylindrischen, inneren Abschnitt auf einem außenzylindrischen Abschnitt der Welle auf, wobei die Innendurchmesser der aufsitzenden Abschnitte von Gehäusekörper und Druckring sowie der Außendurchmesser des Wellenabschnittes so bemessen sind, dass zwischen diesen Elementen relativ enge, radiale
Spielpassungen ausgebildet werden. Der Gehäusekörper bildet auf seiner Innenseite einen zylindrischen Einbauraum für den Druckring aus, wobei der Innendurchmesser dieses Einbauraumes und der Außendurchmesser des Druckrings ebenfalls so gewählt sind, dass auch zwischen diesen Elementen eine relativ enge, radiale Spielpassung ausgebildet wird. Der Druckring ist durch jeweils wenigstens eine einzelne umlaufende Dichtung gegen die Welle und gegen den beschriebenen Einbauraum des Gehäusekörpers radial abgedichtet. Der auf der Welle aufsitzende, zylindrische Abschnitt des Gehäusekörpers ist ebenfalls durch wenigstens eine einzelne umlaufende Dichtung gegen die Welle radial abgedichtet.
Durch die beschriebenen Abdichtungen wird zwischen Welle, Gehäusekörper und Druckring eine Druckkammer ausgebildet, welche über wenigstens eine, vorzugsweise in den Gehäusekörper eingebrachte Anschlussbohrung mit einem Druckfluid, bevorzugt mit Drucköl beaufschlagt wird. Über
die kreisringförmigen Stirnflächen von Druckring und Einbauraum bewirkt der anliegende Öldruck den Aufbau einer axialen Kraft zwischen Gehäusekörper und Druckring.
Das Drucköl wird durch eine Pumpeinheit bereitgestellt, die nur für das Verspannen des Wälzlagers über eine entsprechende Zuleitung mit der wenigstens einen Anschlussbohrung der
erfindungsgemäßen Verspanneinheit verbunden ist. Die Pumpeinheit besteht im Wesentlichen aus einer motorisch, pneumatisch oder per Hand betätigten Hydraulikpumpe, die Öl aus einem
Vorratsbehälter ansaugt und dieses in die Zuleitung presst, aus einem Rückschlagventil, welches ein Rückläufen des Drucköls in die Pumpe verhindert, und aus einem Absperrventil, welches zum Ablassen des aufgebrachten Öldrucks geöffnet wird, so dass das Öl in den Vorratsbehälter zurückströmt. Vorzugsweise weist die Pumpeinheit zwischen dem Rückschlagventil und dem Anschluss der Zuleitungen ein Manometer auf, so dass über den aufgebrachten Öldruck und die wirksame Druckfläche der Druckkammer die auf das Wälzlager wirkende axiale Vorspannkraft ermittelt werden kann.
Grundsätzlich können bei allen Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit die umlaufenden Nuten zur Aufnahme der Dichtungen, welche die radiale Abdichtung eines Elements gegen ein anderes Element oder gegen die Welle bewirken, in jeweils eines der Elemente oder in die Welle eingebracht sein. Die Anordnung der Nuten in einem der jeweiligen Dichtungspartrier kann dabei vori der Belastung und den örtlich zur Verfügung stehenden Querschnitten abhängig sein.
Der einteilige oder mehrteilige Haltekörper weist in einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung an seiner Innenseite wenigstens einen Abschnitt auf, welcher eine kraftschlüssige oder bevorzugt eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Haltekörper und äußeren Abschnitten der Welle erzeugt. Bevorzugt weisen diese Abschnitte von Haltekörper und Welle zur Ausbildung eines Formschlusses wenigstens annähernd kongruente Geometrien auf.
Die Geometrien für eine formschlüssige Verbindung können als umlaufende Rillen des einen Körpers und dazu passende, umlaufende Stege des anderen Körpers ausgebildet sein; bevorzugt sind sie als Gewinde ausgeführt. Ein entsprechend mit einem Innengewinde versehener Haltekörper ist vorzugsweise in der Art einer Wellenmutter oder eines Gewinderings ausgeführt.
Ein radial in wenigstens zwei Segmente getrennter Haltekörper kann an seiner Innenseite einen nach radial einwärts gerichteten, wenigstens teilweise um den Umfang des Haltekörpers umlauferiden Vorsprung mit vorzugsweise zylindrischer Innenfläche aufweisen, der in eine entsprechend ausgebildete, wenigstens teilweise um den Umfang der Welle umlaufende, radiale Nut eingreift. Alternativ kann ein Haltekörper, der in eine umlaufende radiale Wellennut eingreift, auch in der Art eines aus dem Stand der Technik bekannten, einteiligen Wellensicherungsrings mit einer radialen Trennstelle ausgeführt sein.
Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Haltekörper und Welle kann durch das radiale Aufklemmen
einer zylindrischen Innenfläche des Haltekörpers auf einen zylindrischen Abschnitt der Welle mit angepasstem Durchmesser erreicht werden. Vorteilhaft bewirkt dabei das Aufbringen einer reibwerterhöhenden Beschichtung oder einer rauen Struktur auf die zylindrische Innenfläche des Haltekörpers die Erhöhung der axialen Haltekraft zwischen den kraftschlüssigen zylindrischen Flächen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Haltekörper als Flanschring ausgebildet, der an einem entsprechenden Flanschabsatz der Welle mit Zugschrauben gehalten wird. Bei Anordnung der Verspanneinheit an einem Wellenende kann der Haltekörper ebenfalls als Flanschring ausgeführt sein; alternativ ist hier auch eine Bauart als durchgehender Deckel möglich.
Grundsätzlich kann auch ein anderes mit der Welle verbundenes Bauteil bei entsprechender Ausgestaltung die Funktion des Haltekörpers übernehmen; hier sei als Beispiel ein, an das
Wellenende angeflanschtes Zahnrad genannt, welches unmittelbar oder mittelbar über weitere Komponenten eine erfindungsgemäße Verspanneinheit seiner axialen Position auf einer Achse oder Welle fixiert.
Der Gehäusekörper und der Druckring sind auf der Welle axial zwischen Lagerinhenring und
Haltekörper angeordnet. Je nach axialer Orientierung der Verspanneinheit liegt entweder der Gehäusekörper oder der Druckring jeweils mit seiner äußeren Stirnfläche an der Stirnfläche des Lagerinnenringes an, und das jeweils andere Element liegt mit seiner äußeren Stirnfläche axial am Haltekörper an.
Durch das Einpressen des Drucköls in die Druckkammer wird in dieser die beschriebene axiale Kraft aufgebaut, welche den Druckring aus dem Gehäusekörper heraus schiebt. Die axiale Kraft wird in der einen Richtung vom Haltekörper und der Welle gegengehalten und bewirkt in der anderen Richtung das Verschieben des Lagerinnenrings auf der Welle. Das daraus resultierende axiale
Zusammenpressen der Lagerkomponenten erzeugt die Vorspannung des Lagers.
Nach dem Aufbringen der Vorspannkraft auf das Lager wird die Länge des gesamten Aufbaus axial mechanisch fixiert, um die Lagervorspannung beim Ablassen des Öldruckes aufrecht zu erhalten. Das Fixieren erfolgt durch die Montage einer Anzahl von axial wirkenden Spanneinheiten, die vorzugsweise zwischen den beiden Komponenten der Verspanneinheit verspannt werden, welche die stirnseitigen Begrenzungen der Druckkammer ausbilden.
Die Spanneinheiten bestehen bevorzugt jeweils aus einer Druckschraube oder aus einer
Druckschraube und aus wenigstens einem weiteren, separaten Druckstück zur Übertragung der von der Druckschraube aufgebrachten Kraft. Die Druckschraube und das wenigstens eine Druckstück sind in Richtung ihrer jeweiligen Längserstreckung hintereinander angeordnet. Die Kraftübertragung zwischen ihnen geschieht entweder durch die Anlage von Stirnflächen der beiden oder durch einen Gewindeeingriff, wobei die Druckschraube einen Abschnitt mit einem Außengewinde oder mit einem
Irinengewinde ausbildet, und das Druckstück weist einen Abschnitt mit einem entsprechenden Innenoder Außengewinde auf. Technologisch und wirtschaftlich vorteilhaft ist dabei die Verwendung einer Druckschraube mit einem Außengewinde und eines Druckstücks mit einem Innengewinde, da hierdurch die benötigten Bauteildurchmesser kleiner sind und die Bauteile einfacher zu fertigen sind, als es bei urrigekehrter Ausführung der Fall wäre.
Das mit der Druckschraube in Gewindeeingriff stehende Druckstück muss am Mitdrehen auf der Druckschraube gehindert werden, wenn die Drehbewegung der Druckschraube eine Bewegung des Druckstücks längs der Gewindeachse bewirken soll. Das Verdrehen des Druckstückes lässt sich unter anderem verhindern durch die Ausführung des Druckstückquerschnitts im Zusammenspiel mit der direkten Bauteilumgebung des Druckstücks. Beispielsweise kann das Druckstück eine Längsnut aufweisen, in die ein, an der das Druckstück umgebenden Geometrie drehfest angebrachtes
Führungselement eingreift. Bevorzugt ist ein solches Führungselement eine ortsfeste Passfeder oder der Kopf einer Schraube, welche fest in eine der, die Druckkammer ausbildenden Komponenten eingeschraubt ist. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung weist das Druckstück an seiner ansonsten zylindrischen Außenfläche eine Anzahl von Abflachungen auf, die sich gegen
entsprechende Abschnitte einer, das Druckstück umgebenden Geometrie abstützen.
Zum Aufbringen der Vorspannkraft ist die jeweils eine Druckschraube entweder mit einem Gewinde in eine Gewindebohrung in der ersten, die Druckkammer ausbildenden Komponente eingeschraubt, oder sie liegt mit einem, um ihre Längserstreckung wenigstens teilweise umlaufenden, sich nach radial auswärts erstreckenden Absatz an einem geeigneten Abschnitt ebendieser Komponente axial an und stützt sich an dieser ab. Vorzugsweise wird ein solcher Absatz durch einen vollständig umlaufenden Anlagebund der Druckschraube ausgebildet, und der Abschnitt zur Anlage dieses Bundes wird vorzugsweise durch einen Absatz einer, die Druckschraube aufnehmenden Bohrung in der beschriebenen Komponente bereitgestellt. Die Vorspannkraft kann unmittelbar oder mittelbar durch wenigstens ein weiteres Bauteil von der Druckschraube auf diese erste Komponente übertragen werden. Ein solches weiteres Bauteil kann beispielsweise ein in die Komponente eingepasster Gewindeeinsatz oder ein mit der Komponente verschraubtes Anlagestück sein.
Zum Übertragen der Vorspannkraft wird die wenigstens eine Druckschraube oder das wenigstens eine Druckstück mit einer Stirnfläche an der Stirnfläche der zweiten, die Druckkammer ausbildenden Komponente zur Anlage gebracht und wird gegen diese verspannt.
Eine Sicherung gegen das selbsttätige Lösen der wenigstens einen Spanneinheit unter der Einwirkung von Betriebslasten und -Vibrationen wird durch eine selbsthemmende Ausführung der Spanneihheit, wie beispielsweise eine Druckschraube mit Feingewinde, oder durch separate, auf wenigstens ein Bauteil der- Spanneinheit wirkende Sicherungselemente erreicht.
Wenigstens eines der Elemente der Spanneinheit weist in seiner Längserstreckung wenigstens einen vorzugsweise zylindrischen Abschnitt auf. Dieser ist zwischen derjenigen Geometrie der
Druckschraube, welche die Vorspannkraft in die erste, die Druckkammer ausbildende Komponente einleitet, und der Druckkammer angeordnet. Der wenigstens eine zylindrische Abschnitt kann durch die Druckschraube oder durch ein separates Druckstück ausgebildet werden. Bei der Verwendung eines separaten Druckstücks kann dieses einen größeren Durchmesser aufweisen als die
Druckschraube; dadurch wird die Flächenpressung an der Stirnfläche der zweiten, die Druckkammer ausbildenden Komponente reduziert, so dass diese gegebenenfalls aus einem Material mit geringerer Festigkeit hergestellt werden kann.
Ein zylindrischer Abschnitt der Druckschraube oder des Druckstücks ist in einer Bohrung der, die wenigstens eine Spanneinheit aufnehmenden Komponente angeordnet. Der Durchmesser der Bohrung ist nur unweseritlich größer als der Durchmesser dieses zylindrischen Abschnitts, so dass der Abschnitt mit enger radialer Führung in der Bohrung aufgenommen wird.
Die Mittelachse der Bohrung ist vorzugsweise wenigstens annähernd parallel zur Mittelachse der Geometrie, welche die Druckschraube aufnimmt; wird der zylindrische Abschnitt durch die
Druckschraube oder durch ein mit der Druckschraube in Gewindeeingriff stehendes Druckstück ausgebildet, müssen die Mittelachsen der Bohrung und der, die Druckschraube aufnehmenden Geometrie sehr genau parallel sein, und sie dürfen nur einen sehr geringen Abstand zueinander haben; vorzugsweise sind sie kollinear.
Eine vergrößerte Anlagefläche zwischen der Druckschraube und der zweiten, die Druckkammer ausbildenden Komponente lässt sich auch dadurch erreichen, dass der vorzugsweise zylindrische Abschnitt der Druckschraube größer ist als ihr Gewindedurchmesser. Die Einbaubohrung einer solchen Spanrieinheit ist entsprechend in ihren Durchmessern gestuft, und die Druckschraube wird bei der werkseitigen Montage der Verspanneinheit entsprechend von der größeren
Aufnahmebohrung aus in die Gewindebohrung eingeschraubt. Die Schlüsselgeometrie der
Druckschraube ist deshalb so ausgeführt, dass sie durch die Kernbohrung des Gewindes passt.
Der wenigstens eine zylindrische Abschnitt der Druckschraube beziehungsweise des Druckstücks ist mit wenigstens einer Dichtung gegen die Wandung der Bohrung abgedichtet, so dass an dieser Stelle kein Drucköl aus der Druckkammer entweichen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der zylindrische Abschnitt eine Anzahl umlaufender radialer Nuten zur Aufnahme der wenigstens einen Dichtung auf; in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung werden die umlaufenden radialen Nuten in der Bohrungswandung ausgebildet.
Um zu vermeiden, dass beim Betätigen der Spanneinheiten und beim dadurch bewirkten Einfahren der beschriebenen zylindrischen Abschnitte in die Druckkammer aufgrund der erfolgenden
Volumenverdrängung der Öldruck in der Druckkammer ansteigt, eist die Pumpeinheit vorteilhaft
ein einstellbares Druckbegrenzungsventil auf, welches für den erforderlichen Volumenausgleich bei Aufrechterhaltung des Öldruckes sorgt. Da auch bei einer Mehrzahl an Zuleitungen diese wenigstens über die Druckkammer hydraulisch verbunden sind, genügt ein einzelnes Druckbegrenzungsventil für das gesamte Zuleitungssystem.
Das einstellbare Druckbegrenzungsventil sorgt weiterhin für die vereinfachte Anwendung der Verspanneinheit, da die gewünschte Vorspannkraft des Wälzlagers über den am
Druckbegrenzungsventil eingestellten Öldruck festgelegt ist; ein zu starkes Verspannen des
Wälzlagers wird so ausgeschlossen.
Alternativ zu der Verwendung eines Druckbegrenzungsventils kann durch konstruktive Ausbildung der wenigstens einen Spanneinheit eine Verringerung des Druckkammervolumens beim Betätigen der Spanneinheit verhindert werden. Dieses kann beispielsweise durch eine Kappe erzielt werden, welche in einer Bauart einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit den beschriebenen zylindrischen Abschnitt der Druckschraube oder des wenigstens einen Druckstücks druckdicht umfasst, und welche durch eine entsprechende konstruktive Ausbildung wie beispielsweise eine axiale Verschraubung fest an der, der Druckschraube oder dem Druckstück gegenüberliegenden Stirnfläche der zweiten, die Druckkammer ausbildenden Komponente anliegt.
Bedingt durch die Abdichtung der Kappe zu dem zylindrischen Abschnitt und zu der beschriebenen Komponente bewirkt eine Längsbewegung der Druckschraube beziehungsweise des Druckstücks keine Veränderung des Druckkammervolumens und damit keine Veränderung des Öldruckes in der Druckkammer. Allerdings resultiert aus der ständigen Anlage der Kappe an der beschriebenen Komponente eine Verringerung des wirksamen Querschnitts der Druckkammer und damit eine Verringerung der bei gleichem Öldruck aufgebrachten Verspannkraft.
Eine damit eng verwandte, weitere Bauart einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit umfasst wenigstens eine Spanneinheit, deren zylindrisches Druckstück in der Art einer Kolbenstange eines aus dem Stand der Technik bekannten Arbeitszylinders axial fest an der Stirnfläche der zweiten, die Druckkammer ausbildenden Komponente befestigt ist. Eine solche Befestigung ist formschlüssig oder kraftschlüssig ausgeführt; sie kann durch Verschraubung, Verklebung, Vulkanisation oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren oder deren Kombination erfolgen. Die axiale Verspannung des Druckstücks durch eine Spannschraube, welche in der ersten, die Druckkammer ausbildende Komponente gelagert ist, erfolgt außerhalb der Druckkammer. Durch diese Ausgestaltung bleibt der Querschnitt der Druckkammer konstant und unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand der wenigstens einen Spanneinheit. Die bei der vorangehend beschriebenen Bauart auftretende
Verringerung des wirksamen Querschnitts der Druckkammer tritt auch hier auf.
Diese Bauart ermöglicht wegen des Aufbaus der Spanneinheiten einen - bezogen auf den möglichen Verspannweg - kompakten Querschnitt der erfindungsgemäßen Verspanneinheit.
In einer weiteren Bauart einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit sind die miteinander im
Gewindeeingriff stehende Druckschraube und das wenigstens eine Druckstück der wenigstens einen
Spanneinheit so ausgeführt, dass sie miteinander kein abgeschlossenes Volumen bilden, welches sich bei einer Relativbewegung der Druckschraube zu dem Druckstück entlang ihrer gemeinsamen
Gewindeachse verändert. Dadurch wird erreicht, dass das Ölvolumen und damit der Öldruck in der
Druckkammer beim axialen Verschieben des Druckstücks in der Druckkammer konstant bleiben; das
Öl kann um das Druckstück herumfließen. Zu diesem Zweck weist wenigstens eines aus
Druckschraube und Druckstück wenigstens eine einzelne Öffnung auf, die ein zwischen
Drucksehraube und Druckstück gebildetes Ölvolumen mit dem übrigen Ölvolumen in der
Druckkammer verbindet. Vorteilhaft ist hierzu die Ausbildung des Druckstücks mit einer, sich axial an sein Innengewinde anschließende Öffnung; besonders vorteilhaft weist das Druckstück eine vollständig durchgehende Gewindebohrung auf.
Um zu erreichen, dass die Betätigung der Spanneinheit keinen Einfluss auf das Ölvolumen und damit auf den Öldruck in der Druckkammer hat, darf in der Druckkammer keine Bewegung der
Druckschraube entlang ihrer Längsachse erfolgen, da dieses das Verdrängen eines Ölvolumens bewirken würde. Besonders vorteilhaft ist es deshalb, eine Druckschraube zu verwenden, welche sich mit einem Anlagebund an einer entsprechend geeigneten Fläche der ersten, die Druckkammer ausbildenden Komponente abstützt.
Die Verwendung einer Pumpeinheit mit einem Druckbegrenzungsventil ist aufgrund der deutlich erhöhten Bediensicherheit und des höheren Bedienkomforts dringend angeraten zur Versorgung von erfindungsgemäßen Verspanneinheiten, deren Bauart die Verdrängung eines Ölvolumens durch die Spanneinheiten bewirkt. Aus den gleichen Gründen ist die Verwendung einer solchen Pumpeinheit aber auch für die Versorgung von Verspanneinheiten mit volumenneutral arbeitenden
Spanneinheiten sehr vorteilhaft und ist deshalb bevorzugt.
Alternativ zur Ausbildung der Spanneinheiten mit Druckschrauben sind auch Ausführungen möglich, bei denen die axialen Spannkräfte durch Keilsysteme aufgebracht werden. Aufgrund des einfacheren Aufbaus und der sicheren Funktion sind aber Spanneinheiten mit Druckschrauben zu bevorzugen. Entsprechend werden hier auch nur solche Spanneinheiten beschrieben.
Die radiale Position der Spanneinheiten muss so gewählt werden, dass die von den Elementen der Spanneinheiten eingenommenen Räume die innenzylindrische Wandung des Einbauraumes im Gehäusekörper und die zylindrische Außenfläche der Welle nicht in solch einer Weise schneiden, dass an diesen Funktionsflächen die Abdichtung gegen die weitere, die Druckkammer ausbildende Komponente beeinflusst wird. Besonders bevorzugt sind die Mittelachsen der Spanneinheiten etwa auf Höhe der halben radialen Erstreckung des Druckkammerquerschnittes angeordnet.
Die Mittelachsen der Spanneinheiten sind vorzugsweise im Wesentlichen axial in Bezug auf die
Mittelachse der Welle und der Verspanneinheit ausgerichtet. Für einen Großteil der
Anwendungsfälle einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit wird die annähernd parallele
Ausrichtung von Welle und Spanneinheiten die beste Lösung darstellen; sie ist außerdem
vergleichsweise preiswert herzustellen, da dafür keine Fertigungsmaschinen mit winkeieinstellbaren
Fräs- oder Bohreinheiten benötigt werden.
Eine um einen Winkel α zu der Mittelachse der Welle geneigte Ausrichtung kann aber bedingt durch die Bauart der Komponenten oder die Einbausituation der Verspanneinheit vorteilhaft sein.
Bevorzugt ist der Neigungswinkel α kleiner als 45°; besonders bevorzugt ist α kleiner als 20°.
Eine vorteilhafte Fortbildung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit stellt die Kombination eines Druckrings mit der Funktion eines Haltekörpers dar.
Entsprechend der genannten Ausführungen eines Haltekörpers kann ein solcher Druckring ais Ringkörper mit einem Innengewinde nach Art einer Wellenmutter ausgeführt sein. In einer weiteren Ausgestaltung weist ein solcher Druckring an einer seiner Stirnflächen einen innen- und
außenzylindrischen, axialen Absatz auf. Eine zylindrische Außenfläche des Druckrings nach der ersteh Art oder der beschriebene Absatz eines Druckrings nach der zweiten Art wirken mit einem
Gehäusekörper der beschriebenen Bauart zusammen und bildet mit diesem eine Druckkammer aus. Durch den Eingriff seines Innengewindes in ein Wellengewinde leitet ein solcher Druckring die axiale Verspannkraft in die Welle ein.
In einer weiteren Ausführung einer solchen Funktionskombination kann ein Druckring einen sich radial erstreckenden Flansch ausbilden, welcher vorzugsweise durch Zugschrauben an einem entsprechenden Absatz der Welle gehalten wird.
Eine dritte Ausführung einer solchen Funktionskombination stellt ein Druckring dar, welcher in seiner, von der Druckkammer fort weisenden, axialen Erstreckung einen Abschnitt ausbildet, der kraftschlüssig mit der Welle verbunden ist. Dieser Abschnitt weist vorzugsweise zu der Welle kongruente Innenflächen auf; besonders bevorzugt weisen diese Flächen einen hohen Reibwert auf der Welle auf. Weiterhin weist dieser Abschnitt vorzugsweise wenigstens einen, im Wesentlichen axial verlaufenden, radialen Schlitz auf, welcher ein radiales Zusammenpressen des Abschnitts und damit ein Aufpressen desselben auf die Welle erleichtert. Der wenigstens eine Schlitz ist in seiner axialen Erstreckung so begrenzt, dass er keine Verbindung zu der Druckkammer hat oder zu einer Nut, in der eine Dichtung der Druckkammer liegt.
Die radialen Kräfte zum Aufpressen des Abschnitts auf die Welle werden bevorzugt durch wenigstens eine Klemmschraube aufgebracht, welche den wenigstens einen Schlitz tangential überbrückt.
Eine technisch sehr vorteilhafte und deshalb besonders bevorzugte Ausführung einer Einheit zum Aufbringen der radialen Presskräfte stellt ein innenkonischer Spannring dar, welcher auf einer kongruenten außenkonischen Fläche des zu klemmenden Abschnitts aufsitzt. Der Spannring wird auf
die außenkonische Fläche des Abschnitts aufgezogen und bewirkt dabei das radiale Aufpressen des
Abschnitts auf die Welle. Bevorzugt wird die axiale Kraft zum Aufziehen des Spannrings durch eine
Anzahl von Zugschrauben aufgebracht, welche in Gewindebohrungen des Druckrings eingeschraubt sind. Bei entsprechend dünn gewählter Wandstärke des Abschnitts am Druckring und entsprechend kräftiger Auslegung des Spannrings und der Zugschrauben, sowie durch eine relativ enge radiale
Passung zwischen der Welle und dem Abschnitt, kann auf das Einbringen der beschriebenen Schlitze in den Abschnitt verzichtet werden; der Abschnitt verformt sich radial genügend stark, um die für den Kraftschluss benötigten Druckkräfte auf die Welle zu übertragen.
Die radialen Kräfte zum Aufpressen des Abschnitts auf die Welle können auch durch einen Spannring aufgebracht werden, welcher erwärmt auf eine rotationssymmetrische Außenfläche des Abschnitts aufgesetzt wird, und welcher dann beim Abkühlen durch die Verringerung seiner vorzugsweise ebenfalls rotationssymmetrischen Innenfläche auf den Abschnitt aufschrumpft und eine radiale Pressung auf diesen ausübt. Durch das notwendige Anwärmen des Spannrings vor seiner Montage und durch das Fehlen der Möglichkeit einer zerstörungsfreien Demontage ist eine solche Ausführung aber im Allgemeinen technisch eher nachteilig und wird deshalb hier nicht weiter behandelt.
Eine ebenfalls vorteilhafte Fortbildung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit stellt die
Kombination eines Gehäusekörpers mit der Funktion eines Haltekörpers dar. Entsprechend der genannten Ausführungen eines Haltekörpers kann ein solcher Gehäusekörper als Ringkörper mit einem Innengewinde nach Art einer Wellenmutter ausgeführt sein, welcher an einer seiner Stirnflächen einen Einbauraum für einen Druckring oder für einen beschriebenen Ansatz nach Art und Funktion eines Druckrings aufweist. Dieser Einbauraum bildet mit einem Druckring oder einen beschriebenen axialen Ansatz eine Druckkammer aus. Durch den Eingriff seines Innengewindes in ein Wellengewinde leitet ein solcher Gehäusekörper die axiale Verspannkraft in die Welle ein.
Parallel zu den beschriebenen Ausführungen eines Druckrings, welcher mit der Funktion eines Haltekörpers kombiniert ist, kann auch ein Gehäusekörper einen sich radial erstreckenden Flansch zur Befestigung an der Welle ausbilden.
Ebenso kann ein solcher Gehäusekörper einen, von der Druckkammer fort weisenden Abschnitt ausbilden, dessen Innenfläche durch eine entsprechende Einheit radial auf die Welle aufgepresst wird und so eine Kraftschluss mit dieser bewirkt. Auch hier ist eine Ausführung mit einem innenkonischen Spannring, der auf eine entsprechende außenkonische Fläche des beschriebenen Abschnitts des Gehäusekörpers gezogen wird, bevorzugt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit weist die Welle eine Schulter auf, welche ein Widerlager für die axiale Kraft zum Verspannen der Lagerung bildet. Als einfachste Ausführung weist die Wellenschulter eine Stirnfläche auf, an der sich einer aus
Gehäusekörper und Druckring axial abstützt, um die Kraft der Verspanneinheit in die Welle einzuleiten.
In einer ebenfalls vorteilhaften Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit bildet die Welle eine Wellenschulter aus, welche in Größe und Form einem Druckring entspricht und dessen Funktion übernimmt, so dass der Druckring als separates Bauteil entfällt.
Der Gehäusekörper nimmt die Wellenschulter in seinem Einbauraum auf und bildet mit dieser die Druckkammer aus. Mit seiner von der Wellenschulter fort weisenden Stirnfläche liegt er an der Stirnfläche des Lagerinnenrings an und übt so die Vorspannkraft auf diesen aus.
In weiteren vorteilhaften Ausführungen bildet der Lagerinnenring auf seiner, der Verspanneinheit zugewandten Stirnfläche einen axialen Absatz aus, der nach der bereits beschriebenen Weise entweder die Funktion eines Druckrings übernimmt, oder der einen Einbauraum zur Aufnahme eines Druckrings ausbildet. Im Zusammenspiel mit der Welle und einem Gehäusekörper beziehungsweise einem Druckring wird so eine erfindungsgemäße Verspanneinheit mit einer reduzierten Anzahl an Komponenten gebildet.
In weiteren vorteilhaften Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit bildet der Gehäusekörper einen Einbauraum aus, der sowohl die radial äußere als auch die radial innere Wandung der Druckkammer bereitstellt. Die radial innere Wandung wird dabei durch einen, um die Mittelachse der Verspanneinheit umlaufenden, axialen Abschnitt des Gehäusekörpers gebildet. Durch diese Ausbildung muss nicht ein Abschnitt der Welle die innere Wandung der Druckkammer bereitstellen; entsprechend sind die Anforderungen an den Wellenabschnitt bezüglich
Formgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit geringer, als sie es wären, wenn die Druckkammer gegen die Welle abzudichten wäre.
Alternativ wird bei weiteren, ebenfalls vorteilhaften Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit die radial äußere Wandung vom Gehäusekörper ausgebildet, und die radial innere Wandung wird durch einen, um die Mittelachse der Verspanneinheit umlaufenden, axialen Abschnitt des Druckrings oder des Lagerinnenrings ausgebildet. Dieses ist insbesondere für die Fertigung derjenigen Wandungen vorteilhaft, auf denen im Betrieb der Verspanneinheit die Dichtungen laufen, da an einer Komponente jeweils nur die entsprechend anspruchsvolle Bearbeitung entweder einer äußeren oder einer inneren Dichtfläche erfolgen muss.
Durch die Ausbildung des, die innere Wandung bereitstellenden Abschnittes verringert sich allerdings bei ansonsten gleichen Abmessungen einer Verspanneinheit die axiale Druckfläche und damit die bei gleichem Hydraulikdruck erzielte Axialkraft der Verspanneinheit.
Die Wandstärke des, die innere Wandung der Druckkammer ausbildenden Abschnittes kann relativ gering gewählt werden, wenn in diesem Bereich eine vergleichsweise enge radiale Passung zwischen
der Innenfläche des Abschnittes und der Außenfläche der Welle vorliegt. Durch einen solchen Passsitz kann der Abschnitt die in der Druckkammer wirkenden radialen Kräfte ohne nennenswerte radiale Verformung der inneren Wandung in die Welle ableiten. Auf diese Weise ist bei einem vorgegebenen Außendurchmesser der Baueinheit trotz der Ausbildung der radial inneren
Druckkammerwandung durch eine andere Komponente als die Welle die Verringerung der axialen Druckfläche relativ gering.
Zur einfacheren Lesbarkeit werden Achsen und Wellen mit dem Begriff„Wellen" beschrieben; dieses gilt sowohl für diese Elemente in Einzahl oder Mehrzahl, sowie auch für entsprechende,
weiterführende Bezeichnungen, wie beispielsweise„Achsenende" oder„Achsengewinde". Eine Einschränkung der beschriebenen Eigenschaften und Funktionen einer erfindungsgemäßen
Verspanneinheit auf solche Ausführungen, die einer Welle zugeordnet sind, ist nicht gegeben, sofern dieses nicht explizit erklärt ist.
Ebenfalls zur einfacheren Lesbarkeit werden sämtliche für die Verwendung in Frage kommende Druckflüssigkeiten wie beispielsweise Hydrauliköl, synthetische Hydraulikflüssigkeiten oder Wasser mit dem Begriff„Drucköl" oder„Öl" beschrieben. Eine Einschränkung der beschriebenen
Eigenschaften und Funktionen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit auf solche Ausführungen, in denen ein Öl als hydraulisches Arbeitsmedium verwendet wird, ist nicht gegeben, sofern dieses nicht explizit erklärt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Bevorzugte Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit sind in den Figuren 1 bis 18 aufgezeigt.
Die in den Ausführungsbeispielen offenbar werdenden Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche weiter. Auch Merkmale, die nur an einem der Beispiele offenbart sind, bilden die anderen Beispiele weiter oder zeigen eine Alternative auf, solange nichts Gegenteiliges offenbart wird oder nur der Fall sein kann.
Es zeigen:
Figur 1 eine Verspanneinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen Druckring, einen Haltekörper und eine Anzahl
Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 2 eine Verspanneinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einem Innengewinde, einen Druckring und eine Anzahl von
Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 3 eine Verspanneinheit nach einem dritten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen Druckring mit einem Innengewinde und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 4 eine Verspanneinheit nach einem vierten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Lagerinnenring mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt, einen Gehäusekörper mit einem Innengewinde und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 5 eine Verspanneinheit nach einem fünften Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen als Flanschring ausgebildeten Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 6 eine Verspanneinheit nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit axialen Taschen an einer seiner Stirnflächen, eine Welle mit einer Wellenschulter und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 7 eine Verspanneinheit nach einem siebten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen Lagerinnenring mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt, eine Welle mit einer Wellenschulter und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 8 eine Verspanneinheit nach einem achten Ausführungsbeispiel, umfassend einen als
Flanschring ausgebildeten Gehäusekörper, einen Lagerinnenring mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 9 eine Verspanneinheit nach einem neunten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen Haltekörper mit einem Innengewinde, einen Druckring mit axialen Taschen an einer seiner Stirnflächen und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 10 eine Verspanneinheit nach einem zehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehausekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer, einen Haltekörper, einen Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem
Längsschnitt;
Figur 11 eine Verspanneinheit nach einem elften Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer und mit einem Innengewinde, einen Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 12 eine Verspanneinheit nach einem zwölften Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer, einen Druckring mit einem sich axial erstreckenden Abschnitt und mit einem Innengewinde und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 13 eine Verspanneinheit nach einem dreizehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einem Innengewinde, einen Druckring mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem
Längsschnitt;
Figur 14 eine Verspanneinheit nach einem vierzehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper, einen Druckring mit einer inneren radialen Wandung der
Druckkammer und einem aüßenkonischen Abschnitt, einen innenkonischen
Spannring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 15 eine Verspanneiriheit nach einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer, einen Haltekörper, einen Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem
Längsschnitt;
Figur 16 eine Verspanneinheit nach einem sechzehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen Gehäusekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer und mit einem Innengewinde, einen Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 17 eine Verspanneinheit nach einem siebzehnten Ausführungsbeispiel, umfassend einen
Gehäusekörper mit einer inneren radialen Wandung der Druckkammer und mit einem Innengewinde, einen Druckring und eine Anzahl von Spanneinheiten in einem Längsschnitt;
Figur 18 eine Pumpeinheit zur Betätigung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einer symbolischen Darstellung.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit seiner zylindrischen Innenfläche 26 auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und ist gegen diese durch eine Dichtung 17 abgedichtet, welche in einer umlaufenden radialen Nut 18 des Gehäusekörpers 1 aufgenommen wird. Der Gehäusekörper 1 weist auf seiner Innenseite einen um die Mittelachse M vollständig umlaufenden Einbauraum 28 auf, in
dem er einen Druckring 2 aufnimmt, welcher mit seiner vom Gehäusekörper 1 abgewandten Stirnfläche 12 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 anliegt. Der Druckring 2 sitzt mit seiner zylindrischen Innenfläche 20 auf einer zylindrischen Außenfläche 15 der Welle 5 auf. Er ist durch radial wirkende Dichtungen 7, 8, 13 gegen die zylindrische Wandung 29 des Einbauräums 28 und gegen die zylindrische Außenfläche 15 der Welle 5 abgedichtet. Die Dichtungen 7, 8, 13 sind in umlaufenden radialen Nuten 9, 10, 14 des Gehäusekörpers 1 und des Druckrings 2 angeordnet.
Der Gehäusekörper 1, der Druckring 2 und die Welle 5 bilden zwischen sich eine
Druckkammer 6 aus. Diese wird über wenigstens eine radiale Anschlussbohrung 19 im
Gehäusekörper 1 und eine an diese angeschlossene Zuleitung mit einem Drucköl beaufschlagt, so dass in der Druckkammer 6 eine axiale Kraft aufgebaut wird, welche auf den Druckring 2 und auf den Gehäusekörper 1 wirkt und dadurch die Verspanneinheit axial auseinandertreibt.
Der Gehäusekörper 1 liegt mit seiner Stirnfläche 60 an einer Stirnfläche 41 eines vorzugsweise wenigstens zweiteiligen, ringförmigen Haltekörpers 3 an und wird durch diesen gegen die in der Druckkammer 6 wirkende axiale Kraft in seiner Lage auf der Welle 5 gehalten. Der Haltekörper 3 greift mit seiner Innenkontur 22 in eine vorzugsweise komplett umlaufende radiale Nut 27 der Welle 5 ein und leitet so die aufgenommene Axialkraft in die Welle 5 ein.
Weiterhin weist der Haltekörper 3 axiale Bohrungen 23 auf, welche von den Spanneinheiten 32 durchragt werden. Der Durchmesser der Bohrungen 23 ist so gewählt, dass es zu keiner Interaktion zwischen dem Haltekörper 3 und den Spanneinheiten 32 kommt.
Die Spanneinheiten 32 sind durch Druckschrauben 37 ausgebildet, welche mit ihren
Gewindeabschnitten 38 in axiale Gewindebohrungen 25 des Gehäusekörpers 1 eingeschraubt sind. Dem Wälzlager 39 zugewandt weisen die Druckschrauben 37 jeweils einen, sich längs ihrer
Mittelachse S erstreckenden, zylindrischen Abschnitt 31 auf. Die Abschnitte 31 werden mit enger radialer Führung in zylindrischen axialen Bohrungen 30 des Gehäusekörpers 1 aufgenommen) welche sich axial an die Gewjndebohrungen 25 anschließen und vorzugsweise koaxial zu diesen ausgerichtet sind.
Die Abschnitte 31 weisen umlaufende radiale Nuten 35, 36 auf, in denen Dichtungen 33, 34 aufgenommen sind, welche die Abschnitte 31 radial gegen die Wandungen 24 der Bohrungen 30 abdichten.
Zum Vorspannen des Wälzlagers 39 wird über eine entsprechende Zuleitung und die
Anschlussbohrung 19 das Drucköl in die Druckkammer 6 gepresst. Der Druckring 2 legt sich an den Innenring 4 des Wälzlagers 39 an und übt eine axiale Kraft auf diesen aus, wodurch eventuell vorhandene axiale Lose zwischen den Komponenten des Wälzlagers 39 beseitigt wird und dann eine Vorspannung des Wälzlagers 39 erfolgt.
Die an die Verspanneinheit angeschlossene Pumpeinheit weist ein einstellbares
Druckbegrenzungsventil auf, welches verhindert, dass die gewünschte axiale Kraft zur Vorspannung
des Wälzlagers 39 überschritten wird.
Um die erzielte Vorspannung aufrecht zu erhalten, werden die Druckschrauben 37 in den
Gehäusekörper 1 eingeschraubt, bis sie mit den Stirnflächen 40 der zylindrischen Abschnitte 31 an der, dem Gehäusekörper 1 zugewandten Stirnfläche 11 des Druckrings 2 anliegen. Die
Druckschrauben 37 werden dann mit einem, bezogen auf die Größe ihres Gewindes 38, geringen Drehmoment verspannt.
Das Druckbegrenzungsventil der Pumpeinheit lässt das beim Anziehen der Druckschrauben 37 von den zylindrischen Abschnitten 31 verdrängte Ölvolumen aus der Druckkammer 6 in den
Vorratsbehälter der Pumpeinheit entweichen. Dabei wird der am Ventil eingestellte Öldruck in der Druckkammer 6 - und damit die gewünschte Vorspannung des Wälzlagers 39 - aufrechterhalten.
Nachdem die gewünschte axiale Vorspannung des Wälzlagers 39 aufgebaut worden ist, und nachdem die Verspanneinheit durch die Druckschrauben 37 axial verspannt wurde, Wird der Öldruck abgelassen und die Anschlussbohrung 19 wird verschlossen. Das nun drucklose Öl verbleibt in der Druckkammer 6 und sichert diese gegen Korrosion.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit einer zylindrischen Innenfläche 26 auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und ist so auf dieser zentriert. Der Gehäusekörper 1 ist durch eine Dichtung 46, welche in einer umlaufenden radialen Nut 47 der Welle 5 aufgenommen wird, gegen die Außenfläche 16 der Welle 5 abgedichtet. Der Gehäusekörper 1 bildet ein Innengewinde 51 aus, welches mit einem Wellengewinde 57 im Eingriff ist und so die von der Verspanneinheit aufgebrachten axialen Druckkräfte in die Welle 5 ableitet.
Weiterhin weist der Gehäusekörper 1 einen Einbauraum 28 für einen Druckring 2 auf. Der Druckring 2 bildet an seiner zylindrischen Innenfläche 20 und an seiner zylindrischen Außenfläche 54 umlaufende radiale Nuten 14, 42, 43 aus, in denen radial wirkende Dichtungen 7, 8, 13
aufgenommen sind, welche den Druckring 2 gegen die Wandung 29 des Einbauraums 28 und gegen die zylindrische Außenfläche 16 der Welle 5 abdichten.
Über wenigstens eine Anschlussbohrung 19 im Gehäusekörper 1 wird ein Drucköl in die zwischen
Gehäusekörper 1, Druckring 2 und Welle 5 ausgebildete Druckkammer 6 eingebracht.
Die Spanneinheiten 32 sind durch Druckschrauben 37, die in Gewindebohrungen 25 des
Gehäusekörpers 1 eingeschraubt sind, und durch separate Druckstücke 45 ausgebildet. Die
Druckstücke 45 weisen jeweils wenigstens einen vorzugsweise zylindrischen Abschnitt 101 auf. Die
Druckstücke 45 sind mit ihrem jeweils wenigstens einen Abschnitt 101 in zylindrischen Bohrungen 30 des Gehäusekörpers 1 aufgenommen, welche sich axial an die Gewindebohrungen 25 anschließen und vorzugsweise koaxial zu diesen ausgerichtet sind. Zur Übertragung der axialen Verspannkräfte zwischen dem Gehausekörper 1 und dem Druckring 2 sind die Druckstücke 45 axial zwischen den
Stirnflächen 56 der Druckschrauben 37 und der vom Wälzlager 39 fortweisenden Stirnfläche 11 des
Druckrings 2 angeordnet.
Weiterhin weisen die Druckstücke 45 umlaufende radiale Nuten 48, 49 auf, in denen radial wirkende Dichtungen 33, 34 aufgenommen sind, welche die Druckstücke 45 gegen die Wandungen 24 der Bohrungen 30 abdichten.
Die Durchmesser der Stirnflächen 55 der Druckstücke 45 sind bevorzugt größer ausgeführt als die Gewindekerndurchmesser der Druckschrauben 37. Dadurch ist die Flächenpressung zwischen den Stirnflächen 55 der Druckstücke 45 und der Stirnfläche 11 des Druckrings 2 geringer, als würden die Stirnflächen 56 der Druckschrauben 37 an der Stirnfläche 11 des Druckrings 2 anliegen.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach Figur 1; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit seiner zylindrischen Innenfläche 26 auf einer .
zylindrischen Außenfläche 15 der Welle 5 auf und liegt mit seiner Stirnfläche 60 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 an.
In einem Einbauraum 28 nimmt der Gehäusekörper 1 einen sich axial erstreckenden, vollständig um die Mittelachse M umlaufenden, aüßenzylindrischen Abschnitt 58 eines Druckrings 2 auf. Der Druckring 2 sitzt mit einer zylindrischen Innenfläche 20 auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und bildet weiterhin ein Innengewinde 51 aus, mit welchem er in ein Wellengewinde 57 eingreift.
Die Druckkammer 6 wird entsprechend zwischen dem Gehäusekörper 1, dem Abschnitt 58 des Druckrings 2 und der Welle 5 ausgebildet.
Die Druckschrauben 37 bilden zylindrische Abschnitte 31 aus, welche einen größeren Durchmesser als ihre Gewinde 38 haben. Um die Druckschrauben 37 werkseitig in den Bohrungen 50 und Gewindebohrungen 52 des Druckrings 2 montieren zu können, haben ihre Schlüsselgeometrien 62 einen kleineren Hüllkreis als die Kerndurchmesser der Gewindebohrungen 52.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß den
Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 1 und 2; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 4 zeigt eine vierte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1, der mit einer zylindrischen Innenfläche 26 und mit einem Innengewinde 51 auf einer zylindrischen Außenfläche 15 und einem Wellengewinde 57 der Welle 5 aufsitzt, nimmt in seinem Einbauraum 28 einen sich axial erstreckenden, vollständig um die
Mittelachse M umlaufenden, außenzylindrischen Abschnitt 63 des Lagerinnenrings 4 auf. Der Abschnitt 63 ist durch radial wirkende Dichtung 7, 8, 13, welche in umlaufenden radialen Nuten 64,
80, 81 des Abschnitts 63 angeordnet sind, gegen den Gehäusekörper 1 und die Welle 5 abgedichtet.
Entsprechend des beschriebenen Aufbaus der Verspanneinheit wird die Druckkammer 6 zwischen dem Gehäusekörper 1, dem Abschnitt 63 des Lagerinnenrings 4 und der Welle 5 ausgebildet.
Zum axialen Fixieren der Verspanneinheit werden die Stirnflächen 40 der Druckschrauben 37 gegen die Stirnfläche 82 des Abschnitts 63 des Lagerinnenrings 4 verspannt.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach Figur 2; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 5 zeigt eine fünfte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. An einem Wellenende 65 ist ein Druckring 2 mit seiner zylindrischen Innenfläche 20 auf einer zylindrischen Außenfläche 66 der Welle 5 aufgesetzt. Der Druckring 2 bildet einen wenigstens segmentweise umlaufenden, nach radial einwärts ausgerichteten Flansch 67 mit Montagebohrungen 68 aus, durch welche Zugschrauben 69 in Gewindebohrungen 70 des Wellenerides 65 eingeschraubt sind und so den Druckring 2 an der Welle 5 fixieren.
Ein Gehäusekörper 1 liegt mit seiner Stirnfläche 60 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenring 4 an und nimmt in seinem Einbauraum 28 einen außenzylindrischen Abschnitt 71 des Druckrings 2 auf.
Die Zuleitung des Drucköls in die Druckkammer 6 erfolgt durch wenigstens eine Anschlussbohrung 72, die den Abschnitt 71 des Druckrings 2 im Wesentlichen axial durchragt.
Der Druckring 2 weist in seinen Bohrungen 50 radiale Nuten 73 auf, in denen Dichtungen 33 liegen, welche den Druckring 2 gegen die Außenflächen 74 der durch die Spannschrauben 37 ausgebildeten zylindrischen Abschnitte 31 abdichten.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 1 und 3; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 6 zeigt eine sechste Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit seiner zylindrischen Innenfläche 26 auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und nimmt in seinem Einbauraum 28 eine
Wellenschulter 75 auf, die in ihrer Ausgestaltung und Funktion einem Druckring der Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer der Figuren 1 und 2 entspricht.
Auf seiner, an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 anliegenden Stirnfläche 60 weist der Gehäusekörper 1 sich axial und radial erstreckende Taschen 76 auf, von denen aus sich die axialen Gewindebohrungen 25 und Bohrungen 30 zur Aufnahme der Druckschrauben 37 in den
Gehäusekörper 1 erstrecken. Die Ausbildung der Taschen 76 erlaubt den Zugang zu den
Schlüsselgeometrien 62 der Druckschrauben 37, um diese mit einem entsprechenden Werkzeug zu spannen.
Die Wellenschulter 75 bildet radiale Nuten 77, 78 aus, in denen Dichtungen 7, 8 angeordnet sind, welche die Wellenschulter 75 gegen die zylindrische Wandung 29 des Einbauraums 28 radial abdichten.
Zum axialen Fixieren der Verspanneinheit werden die Stirnflächen 40 der Druckschrauben 37 gegen die Stirnfläche 83 der Wellenschulter 75 verspannt.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspahneinheit nach einer Kombination der Figuren 1, 3 und 5; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 7 zeigt eine siebte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1, der mit einer zylindrischen Innenfläche 26 auf der zylindrischen Außenfläche 16 eines Wellenabschnittes 79 aufsitzt, nimmt in seinem Einbauraum 28 einen sich axial erstreckenden, vollständig um die Mittelachse M umlaufenden, außenzylindrischen Abschnitt 63 des Lagerinnenrings 4 auf, der in seiner Ausgestaltung und Funktion einem Drückring der Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer der Figuren 1 und 2 entspricht. Der
Gehäusekörper 1 stützt sich mit seiner Stirnfläche 60 gegen die Stirnfläche 83 einer Wellenschulter 75 ab und leitet so die auf das Wälzlager 39 aufgebrachte axiale Verspannkraft in die Welle 5 ein.
Die Mittelachse S der aus einer Druckschraube 37 und aus einem Druckstück 45 bestehenden Spanneinheit 32 ist gegen die Mittelachse M von Welle 5 und Verspanneinheit um den Winkel et geneigt. Dadurch wird der freie Zugang zu den Schlüsselgeometrien 62 der Druckschrauben 37 radial außerhalb der Wellenschulter 75 ermöglicht.
Um zu gewährleisten, dass die vorzugsweise um den Winkel et geneigte Stirnfläche 55 des
Druckstücks 45 flächig an der vorzugsweise senkrechten Stirnfläche 82 des Abschnittes 63 des Lagerinnenrings 4 anliegt, weist das Druckstück 45 eine Längsnut 84 auf, in welche ein, in den Gehäusekörper 1 eingesetztes Führungsstück 85 eingreift; dadurch wird ein Verdrehen des
Druckstücks 45 in der Bohrung 30 um seine Längsachse S verhindert. Alternativ kann ein solches Verdrehen auch durch die Ausbildung von unrunden und wenigstens annähernd kongruenten Querschnitten des Druckstückes 45 und der Bohrung 30 verhindert werden.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach Figur 4; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 8 zeigt eine achte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. An einem Wellenende 65 ist ein Gehäusekörper 1 mit seiner zylindrischen Innenfläche 26 auf einer zylindrischen Außenfläche 66 der Welle 5 aufgesetzt. Der Gehäusekörper 1 bildet einen wenigstens segmentweise umlaufenden, nach radial einwärts ausgerichteten Flansch 67 mit Montagebohrungen 68 aus, durch welche Zugschrauben 69 in Gewindebohrungen 70 des
Wellenendes 65 eingeschraubt sind und so den Gehäusekörper 1 an der Welle 5 fixieren.
Der Gehäusekörper 1 nimmt in seinem Einbauraum 28 einen sich axial erstreckenden Abschnitt 63 des Lagerinnenrings 4 auf, welcher in seiner Ausgestaltung und Funktion einem Druckrihg der Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer der Figuren 1 und 2 entspricht.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 4 und 5; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 9 zeigt eine neunte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 sitzen ein Gehäusekörper 1 und ein Druckring 2 mit ihren zylindrischen Innenflächen 26, 20 auf. Der Gehäusekörper 1 nimmt in seinem Einbauraum 28 den Druckring 2 auf, welcher mit seiner Stirnfläche 12 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 anliegt. An dieser Stirnfläche 12 weist der Druckring 2 sich axial und radial erstreckende Taschen 98 auf, von denen aus sich die axialen Gewindebohrungen 52 und Bohrungen 50 zur Aufnahme der Druckschrauben 37 in den Körper des Druckrings 2 erstrecken. Die Ausbildung der Taschen 98 erlaubt den Zugang zu den Schlüsselgeometrien 62 der Druckschrauben 37, um diese mit einem entsprechenden Werkzeug zu spannen.
Der Gehäusekörper 1 liegt mit seiner, vom Wälzlager 39 fort weisenden Stirnfläche 60 an einer Stirnfläche 41 eines Haltekörpers 3 an. Der Haltekörper 3 greift mit einem Innengewinde 53 in ein Wellengewinde 57 ein und leitet so die axialen Kräfte der Verspanneinheit in die Welle 5 ein.
Bevorzugt ist der Haltekörper 3 eine Wellenmutter oder ein Gewindering.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 1 und 6; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 10 zeigt eine zehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit radialer Führung zentriert auf einer Welle 5 auf und ist durch einen verzugsweise wenigstens zweiteiligen, ringförmigen Haltekörper 3, welcher in eine umlaufende radiale Nut 27 der Welle 5 eingreift, axial auf der Welle 5 fixiert.
Der Gehäusekörper 1 weist einen, um die Mittelachse M vorzugsweise vollständig umlaufenden Einbauraum 28 auf, der durch eine äußere zylindrische Wandung 29 und durch eine innere zylindrische Wandung 102 radial begrenzt ist. Die innere zylindrische Wandung 102 wird durch einen axialen Abschnitt 105 des Gehäusekörpers 1 ausgebildet. Der Abschnitt 105 weist eine wenigstens abschnittsweise um die Mittelachse M umlaufende zylindrische Innenfläche 106 auf, welche mit einer vorzugsweise relativ engen radialen Passung auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 aufliegt. Besonders bevorzugt läuft die Innenfläche 106 vollständig um die Mittelachse M um. Weiterhin erstreckt sich die Innenfläche 106 vorzugsweise nicht über die volle Länge des
Gehäusekörpers 1; besonders bevorzugt ist ihre axiale Erstreckung nur etwas größer als die axiale
Erstreckung des Einbauraums 28.
In seinem Einbauraum 28 nimmt der Gehäusekörper 1 einen, sich axial erstreckenden Abschnitt 104 eines Druckrings 2 auf. Der Abschnitt 104 bildet eine zylindrische Außenfläche 54 und eine zylindrische Innenfläche 103 aus, welche mit jeweils vorzugsweise relativ enger radialer Passung von den Wandungen 29, 102 des Einbäuraums 28 geführt werden. Der Abschnitt 104 ist durch radial wirkende Dichtungen 7, 13 gegen die zylindrischen Wandungen 29, 102 des Einbauraums 28 abgedichtet, so dass zwischen dem Abschnitt 104 und dem Einbauraum 28 des Gehäusekörpers 1 die Druckkammer 6 ausgebildet wird. Der Druckring 2 liegt mit seiner vom Gehäusekörper 1
abgewandten Stirnfläche 12 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 an.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Verspanneinheit eine Anzahl von Spanneinheiten 32 auf, die durch entsprechend ausgestaltete Druckschrauben 37 ausgebildet werden.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach Figur 1; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 11 zeigt eine elfte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit radialer Führung auf einer Welle 5 auf und ist so auf dieser zentriert. Der Gehäusekörper 1 bildet ein Innengewinde 51 aus, welches mit einem
Wellengewinde 57 im Eingriff ist und so die von der Verspanneinheit aufgebrachten axialen
Druckkräfte in die Welle 5 ableitet.
Weiterhin bildet der Gehäusekörper 1 einen Einbauraum 28 für einen axialen Abschnitt 104 eines Druckrings 2 aus, wobei der Einbauraum 28 durch eine äußere zylindrische Wandung 29 und durch eine innere zylindrische Wandung 102 radial begrenzt ist. Die innere zylindrische Wandung 102 wird durch einen axialen Abschnitt 105 des Gehäusekörpers 1 ausgebildet. Der Abschnitt 105 weist eine wenigstens abschnittsweise um die Mittelachse M umlaufende zylindrische Innenfläche 106 auf, welche mit einer vorzugsweise relativ engen radialen Passung auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 aufliegt. Besonders bevorzugt läuft die Innenfläche 106 vollständig um die Mittelachse M um.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 2 und 10; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 12 zeigt eine zwölfte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem
Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit seiner wenigstens teilweise um die Mittelachse M umlaufenden, zylindrischen Innenfläche 106 eines sich axial erstreckenden Abschnitts 105 mit vorzugsweise enger radialer Passung auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und liegt
mit seiner Stirnfläche 60 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 an.
Der Gehäusekörper 1 weist einen, um die Mittelachse M vorzugsweise vollständig umlaufenden Einbauraum 28 auf, der durch eine äußere zylindrische Wandung 29 und durch eine innere zylindrische Wandung 102 radial begrenzt ist. In diesem Einbauraum 28 nimmt der Gehäusekörper 1 einen sich axial erstreckenden, in gleichem Maße wie der Einbauraum 28 um die Mittelachse M umlaufenden Abschnitt 58 eines Druckrings 2 auf. Der Abschnitt 58 bildet eine zylindrische
Außenfläche 54 und eine zylindrische Innenfläche 103 aus, welche mit jeweils vorzugsweise relativ enger radialer Passung von den Wandungen 29, 102 des Einbauraums 28 geführt werden. Durch eine Abdichtung nach der bereits beschriebenen Art wird zwischen dem Einbauraum 28 und dem Abschnitt 58 die Druckkammer 6 ausgebildet.
Die Spanneinheiten 32 werden durch jeweils eine Druckschraube 37 und ein Druckstück 45 nach der bereits beschriebenen Art gebildet.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 2, 3 und 11; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 13 zeigt eine dreizehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 bildet ein Innengewinde 51 aus, welches mit einem
Wellengewinde 57 im Eingriff ist und so die von der Verspanneinheit aufgebrachten axialen
Druckkräfte in die Welle 5 ableitet. Weiterhin weist der Gehäusekörper 1 einen Einbauraum 28 für die Aufnahme eines Druckrings 2 auf, wobei der Einbauraum 28 durch eine äußere zylindrische Wandung 29 radial begrenzt ist.
Der Druckring 2 sitzt mit einer wenigstens teilweise um die Mittelachse M umlaufenden, zylindrischen Innenfläche 115 eines sich axial erstreckenden Abschnitts 114 mit vorzugsweise relativ enger radialer Passung auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und liegt mit seiner Stirnfläche 12 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 an. Besonders bevorzugt läuft die
Innenfläche 115 vollständig um die Mittelachse M um. Der Abschnitt 114 bildet nach radial auswärts die innere zylindrische Wandung 113 der Druckkammer 6 aus.
Die äußere zylindrische Wandung 29 im Gehäusekörper 1 nimmt die zylindrische Außenfläche 54 des Druckrings 2 mit relativ enger radialer Führung auf, und eine zylindrische Innenfläche 112 des Gehäusekörpers 1 sitzt ebenfalls mit relativ enger radialer Führung auf der zylindrischen Wandung 113 des Druckrings 2 auf. Auf diese Weise ist der Gehäusekörper 1 auf der Welle 5 zentriert.
Durch geeignete Abdichtungen zwischen den Wandungen 53, 113 und den Flächen 54, 112 erfolgt die Ausbildung der Druckkammer 6 zwischen dem Gehäusekörper 1 und dem Druckring 2. Bevorzugt wird diese Abdichtung durch radial wirkende Dichtungen 7, 13 erreicht.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach Figur 11; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 14 zeigt eine vierzehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Druckring 2 sitzt mit einer wenigstens teilweise um die Mittelachse M umlaufenden, zylindrischen Innenfläche 115 eines sich axial erstreckenden Abschnitts 114 mit vorzugsweise relativ enger radialer Passung auf einer zylindrischen Außenfläche 16 der Welle 5 auf und ist dadurch auf. dieser zentriert. Besonders bevorzugt läuft die Innenfläche 115 vollständig um die Mittelachse M um. Der Abschnitt 114 bildet nach radial auswärts die innere zylindrische Wandung 113 der
Druckkammer 6 aus.
Der Gehäusekörper 1 sitzt mit seiner zylindrischen Innenfläche 112 mit relativ enger radialer Führung auf der zylindrischen Wandung 113 des Druckrings 2 auf und ist dadurch auf dieser geführt.
Weiterhin nimmt er in seinem Einbauraum 28 einen Abschnitt 44 des Druckrings 2 mit ebenfalls relativ enger radialer Führung zwischen seiner zylindrischen Wandung 29 und der zylindrischen Außenfläche 54 des Druckrings 2 auf. Er liegt mit seiner Stirnfläche 60 an der Stirnfläche 21 des Lagerinnenrings 4 an.
Der Druckring 2 bildet auf seiner, von der Druckkammer 6 fort weisenden Seite einen Abschnitt 59 mit wenigstens einer konischen Außenfläche 61 aus, dessen wenigstens teilweise um die Mittelachse M umlaufende Innenfläche 99 mit relativ enger radialer Passung auf einer Außenfläche 100 der Welle 5 sitzt. Vorzugsweise läuft die Innenfläche 99 vollständig um die Mittelachse M um und ist im
Wesentlichen kongruent zu der Außenfläche 100 der Welle 5. Besonders bevorzugt ist die
Innenfläche 99 mit einer reibwerterhöhenden Beschichtung oder mit einer reibwerterhöhenden Strukturierung versehen.
Auf der wenigstens einen konischen Außenfläche 61 des Abschnitts 59 sitzt ein Spa nring 107 mit einer, zu der wenigstens einen Außenfläche 61 im Wesentlichen kongruenten Innenfläche 108 auf. Über eine Anzahl von Zugschrauben 109, welche in Durchgangsbohrungen 110 des Spannrings 107 aufgenommen und in Gewindebohrungen 116 des Druckrings 2 eingeschraubt sind, wird der Spannring 107 auf die konische Außenfläche 61 gezogen und auf dieser gehalten. Der Spannring 107 weist eine weitere Anzahl von Durchgangsbohrungen 117 auf, welche von den Spannschrauben 37 durchragt werden. Vorzugsweise sind alle Durchgangsbohrungen 110, 117 gleichartig ausgeführt; besonders bevorzugt befinden sie sich auf einem gemeinsamen Lochkreis.
Das Aufziehen des Spannrings 107 bewirkt, dass eine radiale Kraft auf den Abschnitt 59 einwirkt, welche dessen Innenfläche 99 auf die Außenfläche 100 der Welle 5 presst. Dadurch wird ein
Kraftschluss zwischen dem Druckring 2 und der Welle 5 aufgebaut, über den die axialen Kräfte der Verspanneinheit in die Welle 5 eingeleitet werden.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 3 und 13; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 15 zeigt eine fünfzehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit radialer Führung zentriert auf einer Welle 5 auf und ist durch einen als Flanschring ausgebildeten Haltekörper 3 axial auf der Welle 5 fixiert.
Der Gehäusekörper 1 nimmt in einem Einbauraum 28 einen Druckring 2 auf und bildet so zusammen mit diesem eine Druckkammer 6 aus.
Die Verspanneinheit umfasst eine Anzahl von Spanneinheiten 32, die jeweils aus einer
Druckschraube 37 und aus einem Druckstück 45 bestehen. Die Druckschraube 37 bildet einen, auf die Druckkammer 6 zu weisenden Abschnitt mit einem Außengewinde 119 aus, welches mit einem Innengewinde 118 des Druckstücks 45 im Eingriff ist. An das Außengewinde 119 anschließend bildet die Druckschraube 37 einen vorzugsweise zylindrischen Abschnitt 31 aus, dessen Außendurchmesser größer als der des Außengewindes 119 ist. Der Abschnitt 31 ist mit enger radialer Führung in einer Bohrung 30 des Grundkörpers 1 gelagert, gegen deren vorzugsweise zylindrische Wandung 24 er durch eine Dichtung 33 radial abgedichtet ist.
An den zylindrischen Abschnitt 31 schließt sich ein Anlagebund 120 an, der sich beim Verspannen der Spanneinheit 32 mit seiner/von der Druckkammer 6 fort weisenden Stirnfläche 121 an die ihm zugewandte Anlagefläche 124 eines Anlagestückes 122 anlegt und an dieser axial abstützt. Das Anlagestück 122 bildet ein Außengewinde 123 aus, mit dem es in eine Gewindebohrung 126 des Grundkörpers 1 eingeschraubt ist.
Das Druckstück 45 hat an seiner vorzugsweise zylindrischen Außenfläche 127 eine Längsnut 84, in die ein mit dem Grundkörper 1 drehfest verbundenes Führungsstück 85 eingreift, so dass ein Verdrehen der Druckschraube 37 eine Bewegung des Druckstücks 45 längs der Mittelachse S von Außengewinde 119 und Innengewinde 118 bewirkt, bis es sich mit seiner ringförmigen Stirnfläche 55 an der ihm zugewandten Stirnfläche 11 des Druckkörpers 2 anlegt.
Das Innengewinde 118 durchragt das Druckstück 45 bevorzugt in gesamter Länge; dieses ist bei der
Fertigung vorteilhaft. Weiterhin bewirkt das an der Stirnfläche 55 offene Ende, dass zwischen
Druckschraube 37 und Druckstück 45 kein abgeschlossenes, sich mit der Längsbewegung des
Druckstücks 45 veränderndes Volumen ausbildet, wodurch das Ölvolumen und damit der Öldruck in der Druckkammer 6 beeinflusst würde. Um zu vermeiden, dass bei der Anlage der Stirnfläche 55 an der Stirnfläche 11 des Druckrings 2 ein abgeschlossenes Ölvolumen im Innengewinde 118 verbleibt, ist vorzugsweise wenigstens eine nach radial auswärts verlaufende Nut 133 in die Stirnfläche 55 eingebracht, wobei die Nut 133 nur einen sehr kleinen Querschnitt haben muss.
Der Grundkörper 1 nimmt das Druckstück 45 und das in diesem liegende Außengewinde 119 in einem, vorzugsweise als Bohrung 125 ausgebildeten und von der Druckkammer 6 axial abgehenden
Freiraum auf. Die axialen Erstreckungen von Bohrung 125, Druckring 45 und Außengewinde 119 der
Druckschraube 37 sind derart gewählt, dass der Druckring 2 vollständig in den Einbauraum 28 eingefahren werden kann.
Damit das Druckstück 45 bei seiner Bewegung entlang der Mittelachse S vom Öl umströmt werden kann, ist der Durchmesser der Bohrung 125 so groß gewählt, dass zwischen der Bohrung 125 und der Außenfläche 127 des Druckstücks 45 ein Ringspalt von ausreichender Breite gebildet wird.
Die Gewinde 118, 119 sind vorzugsweise linksgängig ausgeführt, da auf diese Weise die Spanneinheit 32 intuitiv durch das Rechtsdrehen eines auf die Schlüsselgeometrie 62 der Druckschraube 37 aufgesetztes Werkzeug zu verspannen ist.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 8 und 10; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 16 zeigt eine sechzehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit einem Innengewinde 51 auf einem Wellengewinde 57 der Welle 5 und ist so auf dieser zentriert und axial fixiert.
Die Verspanneinheit umfasst eine Anzahl von Spanneinheiten 32, die jeweils aus einer
Druckschraube 37 und aus einem Druckstück 45 bestehen; diese sind über ein Außengewinde 119 und ein Innengewinde 118 miteinander im Eingriff.
An das Außengewinde 119 anschließend bildet die Druckschraube 37 einen vorzugsweise
zylindrischen Abschnitt 31 aus, der mit enger radialer Führung in einer Bohrung 30 des Grundkörpers 1 gelagert, und der durch eine Dichtung 33 radial gegen den Grundkörper 1 abgedichtet ist.
An ihrem, von der Druckkammer 6 fort weisenden Ende bildet die Druckschraube 37 ein
Außengewinde 129 aus, das in eine Gewindebohrung 128 des Grundkörpers 1 eingeschraubt ist. Das Verdrehen der Druckschraube 37 mit einem, in eine Schlüsselgeometrie 62 eingesteckten Werkzeug bewirkt das Einschrauben des Außengewindes 129 in die Gewindebohrung 128 und damit eine Bewegung der Druckschraube 37 auf die Druckkammer 6 zu. Gleichzeitig erfolgt durch das Verdrehen der Druckschraube 37 durch den Eingriff der Gewinde 118, 119 eine relative
Längsbewegung zwischen der Druckschraube 37 und dem Druckstück 45. Durch die gegensätzliche Gangrichtung der beiden Gewindepaarungen entspricht die effektive Gewindesteigung, mit der die Bewegung des Druckstücks 45 längs der Mittelachse S der Gewinde erfolgt, der Summe der
Steigungen der Gewindepaarungen. Die Ausführung der Gewinde als Feingewinde ist wegen der feineren Einstellbarkeit und wegen der Selbsthemmung der Feingewinde gegen Losdrehen besonders bevorzugt. Vorzugsweise sind die Gewinde 118, 119 linksgängig und die Gewinde 128, 129 rechtsgängig ausgeführt, da auf diese Weise die Spanneinheit 32 intuitiv durch das Rechtsdrehen der Druckschraube 37 zu verspannen ist.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 11 und 15; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 17 zeigt eine siebzehnte Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit in einem Längsschnitt. Ein Gehäusekörper 1 sitzt mit einem Innengewinde 51 auf einem Wellengewinde 57 der Welle 5 und ist so auf dieser zentriert und axial fixiert.
Die Verspanneinheit umfasst eine Anzahl von Spanneinheiten 32, die jeweils aus einer
Druckschraube 37 und aus einem Druckstück 45 bestehen.
Das Druckstück 45 besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Abschnitt 31, der mit enger radialer Führung in einer Bohrung 30 des Grundkörpers 1 gelagert und durch eine Dichtung 33 radial gegen diesen abgedichtet ist. An seinem, in die Druckkammer 6 hineinragenden Ende bildet das Druckstück 45 einen Gewindezapfen 132 aus, welcher derart in eine Gewindebohrung 131 des Druckrings 2 eingeschraubt ist, dass seine Stirnfläche 55 fest an der Stirnfläche 11 des Druckrings 2 anliegt.
Zum Verspannen der Spanneinheit 32 wird die Druckschraube 37 in eine Gewindebohrung 25 des Grundkörpers 1 eingeschraubt und mit ihrer, zur Druckkammer 6 gewandten Stirnfläche 56 an der freien Stirnfläche 130 des Druckstücks 45 zur Anlage gebracht.
Die Gewinde 25, 131 weisen vorteilhaft die gleiche Gangrichtung auf, da auf diese Weise das Reibmoment, welches die Druckschraube 37 über die Stirnflächen 56, 130 auf das Druckstück 45 ausübt, dieses nur festziehen aber nicht losdrehen können.
Die weitere Ausführung und die Funktion der Verspanneinheit entsprechen sinngemäß der
Ausführung einer erfindungsgemäßen Verspanneinheit nach einer Kombination der Figuren 2 und 11; es wird deshalb hier nicht weiter darauf eingegangen.
Figur 18 zeigt eine bevorzugte Ausführung einer Pumpeinheit für eine erfindungsgemäße
Verspänneinheit in einer symbolischen Abbildung.
Eine Pumpe 90 saugt über eine Leitung 91 das Öl aus einem Vorratsbehälter 92 an; die Öffnung der Leitung 91 liegt dabei unterhalb des Ölniveaus. Über eine Leitung 88 wird das Drucköl zur
Anschlussöffnung 89 der Pumpeinheit 86 gefördert. Ein in der Leitung 88 angeordnetes
Rückschlagventil 87 verhindert, dass das Öl über die Pumpe 90 und die Leitung 91 zurück in den Vorratsbehälter 92 läuft.
Ein Manometer 97 ist an die Leitung 88 angeschlossen; über den angezeigten Öldruck ist direkt die axiale Vorspannkraft der erfindungsgemäßen Verspanneinheit zu errechnen. Dürch die bevorzugte Verwendung einer entsprechenden Skalenscheibe kann die Vorsparikraft direkt am Manometer 97 abgelesen werden. Besonders bevorzugt wird ein elektronisches Manometer 97 verwendet, welches durch entsprechende interne Umrechnung zusätzlich oder alternativ zum Öldruck die auf das Wälzlager einwirkende Vorspannkraft anzeigen kann.
In einer, an die Leitung 88 angeschlossenen Stichleitung 93 die in den Vorratsbehälter 92 mündet, ist ein Absperrventil 94 angeordnet, welches bei Betrieb der Pumpe 90 geschlossen ist. Nach der beschriebenen axialen Verspannung der erfindungsgemäßen Verspanneinheit wird das Absperrventil 94 geöffnet, um den Öldruck aus dem System abzulassen; das überschüssige Öl fließt in den
Vbrratsbehälter 92.
Besonders, bevorzugt ist parallel zu dem Absperrventil 94 in einer weiteren, an die Leitung 88 angeschlossenen Stichleitung 95 ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 96 verbaut. Dieses sorgt zum einen dafür, dass das beim Einfahren der Spannelemente in die Druckkammer verdrängte Drucköl ohne Überschreitung des eingestellten Öldruckes in den Vorratsbehälter 92 entweichen kann. Zum anderen gewährleistet es die sichere und einfache Funktion der erfindungsgemäßen Verspanneinheit, da der Öldruck in der Druckkammer und damit die resultiere axiale Vorspannkraft auf das Wälzlager nicht über den zuvor eingestellten Wert ansteigen können. Bei korrekt eingestelltem Öldruck wird somit eine Fehlbedienung der erfindungsgemäßen Verspanneinheit und ein durch Überlastung hervorgerufener Montageschaden des Wälzlagers im Rahmen der
Zuverlässigkeit technischer Systeme ausgeschlossen.
Die Stichleitungen 93, 95 von Absperrventil 94 und Druckbegrenzungsventil 96 sind bevorzugt unterhalb des Ölniveaus an den Vorratsbehälter 92 angeschlossen, um unnötige Blasenbildung des Öls beim Zurücklaufen in den Vorratsbehälter 92 zu vermeiden.
Trotzdem in den Figuren 1 bis 17 nur ein Kegelrollenlager dargestellt wird, ist eine erfindungsgemäße Verspanneinheit für die axiale Vorspannung sämtlicher anderer axial vorspannbarer
Wälzlagerbauarten geeignet; sie ist deshalb nicht auf die Verwendung mit Kegelrollenlagern beschränkt.
Bezugszeichen
1 Gehäusekörper
2 Druckring
3 Hältekörper
4 Lägerinnenring
5 Welle
6 Druckkammer
7 Dichtung
8 Dichtung
9 radiale Nut
10 radiale Nut
11 Stirnfläche
12 Stirnfläche
13 Dichtung
14 radiale Nut
15 Außenfläche
16 Außenfläche
17 Dichtung
18 radiale Nut
19 Anschlussbohrung
20 Innenfläche
21 Stirnfläche
22 Innenkontur
23 Bohrung
24 Wandung
25 Gewindebohrung
26 Innenfläche
27 Nut
28 Einbauraum
29 Wandung
30 Bohrung
31 Abschnitt
32 Spanneinheit
33 Dichtung
Dichtung radiale Nut radiale Nut Druckschraube Gewindeabsehnitt Wälzlager Stirnfläche Stirnfläche radiale Nut radiale Nut Abschnitt
Druckstück Dichtung radiale Nut radiale Nut radjale Nut Bohrung
Innengewinde Gewindebohrung Innengewinde Außenfläche Stirnfläche Stirnfläche Wellengewinde Abschnitt Abschnitt Stirnfläche Außenfläche Schlüsselgeometrie Abschnitt radiale Nut Wellenende Außenfläche Flansch
Montagebohrung Zugschraube
Gewindebohrung
Abschnitt
Anschlussbohrung
radiale Nut
Außenfläche
Wellenschulter
Tasche
radiale Nut
radiale Nut
Wellenabschnitt
radiale Nut
radiale Nut
Stirnfläche
Stirnfläche
Längsnut
Führungsstück
Pumpeinheit
Rückschlagventil
Leitung
Anschlussöffnung
Pumpe
Leitung
Vorratsbehälter
Stichleitung
Absperrventil
Stichleitung
einstellbares Druckbegrenzungsventil
Manometer
Tasche
Innenfläche
Außenfläche
Abschnitt
Wandung
Innenfläche
Abschnitt
Abschnitt
106 Innenfläche
107 Spannring
" 108 Innenfläche
109 Zugschraube
110 Durchgangsbohrung
111 Abschnitt
112 Innenfläche
113 Wandung
114 Abschnitt
115 Innenfläche
116 Gewindebohrung
117 Durchgangsbohrüng
118 Innengewinde
119 Außengewinde
120 Anlagebund
121 Stirnfläche
122 Anlagestück
123 Außengewinde
124 Anlagefläche
125 Bohrung
126 Gewindebohrung
127 Außenfläche
128 Gewindebohrung
129 Außengewinde
130 Stirnfläche
131 Gewindebohrung
132 Gewindezapfen
133 Nut
M Mittelachse
S Mittelachse α Winkel
Claims
Ansprüche
1) Verspanneinheit für Wälzlager auf Achsen und Wellen, umfassend wenigstens einen ringförmigen Körper 1, 2, 3, 4 und wenigstens eine einzelne axial wirkende Druckkammer 6, welche wenigstens teilweise um die Mittelachse M der Verspanneinheit umlaufend ausgebildet ist, und welche durch wenigstens eine Anschlussbohrung 19, 72 mit einem Druckfluid beaufschlagt wird, um ein auf der Achse oder Welle 5 angeordnetes Wälzlager 39 axial zu verspannen, sowie die
Verspanneinheit weiterhin umfassend wenigstens eine Spanneinheit 32, welche nach dem Ablassen des Fluiddruckes aus der Druckkammer 6 die axialen Positionen der Komponenten 1, 2, 3, 4 der Verspanneinheit zueinander und auf der Achse oder Welle 5 fixiert,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem axialen Verspannen des Walzlagers 39 die wenigstens eine Spanneinheit 32 die Druckkammer 6 in axialer Richtung durchragt und an einem der ringförmigen Körper 1, 2, 4 oder an der Achse oder Welle 5 zur Anlage gebracht wird, so dass sie sich nach dem Ablassen des Fluiddruckes aus der Druckkammer 6 axial an einem der ringförmigen Körper 1, 2, 4 oder an der Achse oder WeNe 5 abstützt, wodurch eine axiale Kraft von einem der ringförmigen Körper 1, 2, 3, 4 auf wenigstens einen anderen der ringförmigen Körper 1, 2> 3, 4 oder auf die Achse oder Welle 5 übertragen wird.
2) Verspanneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der ringförmigen Körper 1, 2, 4 zusammen mit wenigstens einem anderen der ringförmigen Körper 1, 2, 4 und zusammen mit der Achse oder Welle 5 zwischen sich die Druckkammer 6 ausbildet.
3) Verspanneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der ringförmigen Körper 1, 2, 4 zusammen mit wenigstens einem anderen der ringförmigen Körper 1, 2, 4 zwischen sich die Druckkammer 6 ausbildet.
4) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, die Druckkammer 6 ausbildender, ringförmiger Körper ein Gehäusekörper 1 ist, welcher einen Einbauraum 28 aufweist, wobei die nach radial einwärts gerichtete, innere Wandung 29 des Einbauraums 28 die radiale äußere Wandung der Druckkammer 6 ausbildet. In dem Einbauraum 28 wird ein Druckring 2 oder wenigstens ein Abschnitt 44, 58, 71, 104 eines Druckrings 2 oder ein Abschnitt 63 des Lagerinnenrings 4 oder ein Abschnitt 75 der Achse oder Welle 5 aufgenommen.
5) Verspanneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nach radial einwärts gerichtete, innere Wandung 29 des Einbauraums 28 die radial äußere Wandung der Druckkammer 6 ausbildet, und dass die radial innere Wandung der Druckkammer 6 durch wenigstens eine der . Außenflächen 15, 16, 66 der Achse oder Welle 5 oder durch wenigstens eine nach radial auswärts gerichtete Wandung 113 eines sich axial erstreckenden Abschnitts 114 des Druckrings 2 oder durch wenigstens eine nach radial auswärts gerichtete Wandung eines sich axial erstreckenden Abschnitts des Lagerinnenrings 4 oder durch wenigstens eine nach radial auswärts gerichtete Wandung 102 eines sich axial erstreckenden Abschnitts 105 des Gehäusekörpers 1 ausgebildet wird. Vorzugsweise sind die Wandung 29. und die wenigstens eine Außenfläche 15, 16, 66 und die wenigstens eine Wandung 113 und die wenigstens eine Wandung 102 und die wenigstens eine nach radial auswärts gerichtete Wandung eines sich axial erstreckenden Abschnitts des Lagerinnenrings 4
rotationssymmetrisch zu der Mittelachse M; besonders bevorzugt sind sie kreiszylindrisch.
6) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Gehäusekörper 1 und Druckring 2 durch einen Haltekörper 3 in seiner axialen Position auf der Achse oder Welle 5 gehalten wird. Vorzugsweise bildet der Haltekörper 3 eine Stirnfläche 41 aus, an welcher der Gehäusekörper 1 mit seiner Stirnfläche 60 anliegt, oder an welcher der Druckring 2 mit seiner Stirnfläche 12 anliegt. Der Haltekörper 3 wird formschlüssig oder kraftschlüssig mit der Achse oder Welle 5 verbunden.
7) Verspanneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper 3 als ein im Wesentlichen ringförmiger, einteiliger oder mehrteiliger Körper ausgebildet ist, welcher mit wenigstens einem einzelnen, nach radial einwärts ausgerichteten Abschnitt 22 in eine wenigstens teilweise um die Mittelachse M der Achse oder Welle 5 umlaufende, radiale Nut 27 der Achse oder Welle 5 eingreift. Vorzugsweise weist der Haltekörper 3 wenigstens einen radialen Spalt auf, welcher auf der gesamten axialen Erstreckung des Haltekörpers 3 von der Mittelachse M bis zur äußersten radialen Erstreckung des Haltekörpers 3 reicht.
8) Verspanneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper 3 ein Innengewinde 53 aufweist, welches in ein Achs- oder Wellengewinde 57 eingreift. Vorzugsweise ist ein solcher Haltekörper 3 in der Art einer Wellenmutter oder eines Gewinderings ausgebildet.
9) Verspanneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper 3 einen, sich nach radial einwärts erstreckenden, wenigstens teilweise um die Mittelachse M der
Verspanneinheit umlaufenden Flansch 67 aufweist, welcher mit einer entsprechenden
Aufnahmegeometrie der Achse oder Welle 5 fest verbunden wird. Vorzugsweise wird der Flansch 67 über eine Anzahl von Schrauben 69 an einem Abschnitt 65 der Achse oder Welle 5 befestigt.
Besonders bevorzugt ist ein solcher Abschnitt ein Wellenende 65 oder ein relativ großer radialer Wellenabsatz.
10) Verspanneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper 3 wenigstens eine einzelne Innenfläche aufweist, mit der er kraftschlüssig auf wenigstens einer, dazu vorzugsweise kongruenten Außenfläche der Achse oder Welle 5 aufsitzt. Der Kraftschluss zwischen diesen Flächen wird durch Reibkräfte erzeugt, welche durch ein radiales Aufpressen der wenigstens einen Innenfläche auf die Außenfläche und durch Rauigkeiten dieser Flächen bewirkt werden. Die radialen Presskräfte werden durch die Montage von wenigstens einem weiteren Bauteil an einem Abschnitt des Haltekörpers 3 aufgebracht. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Innenfläche des Haltekörpers 3 zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse M. Besonders bevorzugt weist die wenigstens eine Innenfläche eine reibwerterhöhende Beschichtung oder Strukturierung auf.
11) Verspanneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper 3 die wenigstens eine Innenfläche zum kraftschlüssigen Aufsitzen auf der Achse oder Welle 5 in einem, sich axial erstreckenden Abschnitt ausbildet, welcher eine konische Außenfläche aufweist. Auf die konische Außenfläche wird ein Spannring mit einer konischen Innenfläche aufgeschoben oder aufgezogen. Vorzugsweise ist diese Innenfläche kongruent zu der konischen Außenfläche des Abschnitts des Haltekörpers 3. Der Spannring wird bevorzugt durch eine Anzahl von Zugschrauben auf die Außenfläche gezogen und auf dieser gesichert. Weiterhin bevorzugt weist der Haltekörper 3 wenigstens einen einzelnen radialen Schlitz auf, welcher sich wenigstens über einen Teil des Abschnitts mit der konischen Außenfläche von einer seiner Innenflächen bis zu seiner Außenseite erstreckt.
12) Verspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Gehäusekörper 1 und Druckring 2 ein Innengewinde 51 aufweist, welches in ein Achs- oder Wellengewinde 57 eingreift.
13) Verspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Gehäusekörper 1 und Druckring 2 einen, sich nach radial einwärts erstreckenden, wenigstens teilweise um die Mittelachse M der Verspanneinheit umlaufenden Flansch 67 aufweist, welcher mit einer entsprechenden Aufnahmegeometrie der Achse oder Welle 5 fest verbunden wird.
Vorzugsweise wird der Flansch 67 über eine Anzahl von Schrauben 69 an einem Abschnitt 65 der Achse oder Welle 5 befestigt. Besonders bevorzugt ist ein solcher Abschnitt ein Wellenende 65 oder ein relativ großer radialer Wellenabsatz.
14) Verspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Gehäusekörper 1 und Druckring 2 einen, sich axial erstreckenden Abschnitt 59 ausbildet, welcher wenigstens eine einzelne Innenfläche 99 aufweist, mit der er kraftschlüssig auf wenigstens einer, dazu vorzugsweise kongruenten Außenfläche 100 der Achse oder Welle 5 aufsitzt. Der Kraftschluss zwischen diesen Flächen wird durch Reibkräfte erzeugt, welche durch ein radiales Aufpressen der wenigstens einen Innenfläche 99 auf die Außenfläche 100 und durch Rauigkeiten dieser Flächen 99, 100 bewirkt werden. Die radialen Presskräfte werden durch die Montage von wenigstens einem weiteren Bauteil 107 an dem Abschnitt 59 aufgebracht. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Innenfläche 99 zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse M. Besonders bevorzugt weist die wenigstens eine Innenfläche 99 eine reibwerterhöhende Beschichtung oder Strukturierung auf.
15) Verspanneinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt 59 eine konische Außenfläche 61 ausbildet, auf die ein Spannring 107 mit einer konischen Innenfläche 108 aufgeschoben oder aufgezogen wird. Vorzugsweise ist die Innenfläche 1Ö8 kongruent zu der konischen Außenfläche 61 des Abschnitts 59. Der Spannring 107 wird bevorzugt durch eine Anzahl von Zugschrauben 109 auf die Außenfläche 61 gezogen und auf dieser gesichert. Weiterhin bevorzugt weist der Abschnitt 59 wenigstens einen einzelnen radialen Schlitz auf, welcher sich wenigstens über einen Teil der axialen Länge des Abschnitts 59 von einer seiner Innenflächen bis zu seiner Außenseite erstreckt.
16) Verspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Gehäusekörper 1 und Druckring 2 durch wenigstens einen, sich im Wesentlichen radial
erstreckenden Absatz der Achse oder Welle 5 in seiner axialen Position auf ebendieser gehalten wird Der radialen Erstreckung des Absatzes kann auch eine axiale Erstreckung desselben entlang der Mittelachse M der Achse oder Welle 5 überlagert sein. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Absatz
als sich nach radial auswärts erstreckende Achs- oder Wellenschulter 75 ausgebildet, an deren Stirnfläche 83 der Gehäusekörper 1 mit seiner Stirnfläche 60 anliegt, oder an deren Stirnfläche 83 der Druckring 2 mit seiner Stirnfläche 12 anliegt.
17) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spanneinheit 32 aus mehreren Bauteilen bestehend ausgeführt ist.
18) Verspanneinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spanneinheit 32 durch wenigstens eine einzelne Drückschraube 37 und durch wenigstens ein einzelnes Druckstück 45 ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Druckstück 45 auf der, der Druckkammer 6 zugewandten Seite der wenigstens einen Druckschraube 37 angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Spanneinheit 32 durch genau eine einzelne Druckschraube 37 und durch genau ein einzelnes Druckstück 45 ausgebildet.
Die wenigstens eine Druckschraube 37 ist mit einer Geometrie 38, 120 in einer Weise an einem der ringförmigen Körper 1, 2 gehalten, dass eine Kraft, welche im Wesentlichen entlang der Mittelachse S der Spannschraube 37 wirkt, von der Spannschraube 37 in den ringförmigen Körper 1, 2 eingeleitet werden kann.
Das wenigstens eine Druckstück 45 weist wenigstens einen einzelnen, sich längs der Mittelachse S des Druckstücks 45 erstreckenden Abschnitt 101 mit einer rotationssymmetrischen Mantelfläche auf; vorzugsweise weist das Druckstück 45 genau einen einzelnen solchen Abschnitt 101 auf. Besonders bevorzugt bildet der wenigstens eine Abschnitt 101 eine zylindrische Mantelfläche aus.
19) Verspanneinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der wenigstens einen Druckschraube 37, welche diese in der beschriebenen Weise an einem der ringförmigen Körper 1, 2 hält, ein Gewindeabschnitt 38 ist, mit dem sie in eine Gewindebohrung 25, 52 eingeschraubt ist. Die Gewindebohrung 25, 52 wird von einem der ringförmigen Körper 1, 2 ausgebildet, oder sie wird durch einen separaten Gewindeeinsatz ausgebildet, der an dem ringförmigen Körper 1, 2 befestigt ist:
20) Verspanneinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der wenigstens einen Druckschraube 37, welche diese in der beschriebenen Weise an einem der ringförmigen Körper 1, 2 hält, ein Anlagebund 120 ist, mit dessen Stirnfläche 121 sie sich in Richtung ihrer Mittelachse S gegen eine Stirnfläche 124 abstützt. Die Stirnfläche 124 wird von einem der ringförmigen Körper 1, 2 ausgebildet, oder sie wird durch ein separates Anlagestück 124 ausgebildet,
das an dem ringförmigen Körper 1, 2 befestigt ist. Vorzugsweise sind die Stirnflächen 121, 124 im Wesentlichen kongruent.
21) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Druckstück 45 mit seiner, von der wenigstens einen Druckschraube 37 abgewandten Stirnfläche 55 mit der Stirnfläche 11 des Druckrings 2 oder mit der, die Druckkammer 6 begrenzenden Stirnfläche des Gehäusekörpers 1 in Richtung seiner Mittelachse S fest verbunden ist. Das Druckstück 45 ist an dem ringförmigen Körper 1, 2 durch eine Verschraubung oder durch einen Schrumpfvorgang oder durch eine Verklemmung oder durch eine Verklebung oder durch eine Vulkanisation oder durch eine Verschweißung oder durch die Montage eines, in Richtung der Mittelachse S sperrenden Elements oder durch eine beliebige Kombination dieser Verbindungsarten befestigt.
Vorzugsweise bildet das Druckstück 45 an seiner Stirnfläche 55 einen Gewindezapfen 132 aus, der in eine Gewindebohrung 131 des ringförmigen Körpers 1, 2 eingeschraubt ist.
22) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines aus Druckschraube 37 und Druckstück 45 ein Außengewinde 119 ausbildet, und dass das jeweils andere aus Druckschraube 37 und Druckstück 45 ein Innengewinde 118 ausbildet, wobei das Innengewinde 118 und das Außengewinde 119 miteinander im Eingriff stehen.
23) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück 45 wegen der Ausformung seiner Querschnittskontur und wegen der Gestalt seiner jeweils unmittelbaren Bauteilumgebung in seinem Einbauräum in einer der Komponenten 1, 2, 4, 5 im Wesentlichen nur entlang seiner Mittelachse S bewegt werden kann.
24) Verspanneinheit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück 45 an seiner Außenfläche 127 eine im Wesentlichen längs seiner Mittelachse S verlaufende Nut 84 aufweist, in welche eine Geometrie seiner Bauteilumgebung in einer Weise eingreift, dass ein Verdrehen des Druckstückes 45 um seine Mittelachse S nur um wenige Winkelgrade möglich ist. Vorzugsweise wird eine solche Geometrie durch ein Führungsstück 85 ausgebildet, welches in Bezug auf die Mittelachse S des Druckstücks 45 drehfest in einer der Komponenten 1, 2, 4, 5 gehalten ist. Ebenfalls bevorzugt verläuft die Nut 84 parallel zur Mittelachse S des Druckstücks 45.
25) Verspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spanneinheit 32 aus einem einzelnen Bauteil bestehend ausgeführt ist.
26) Verspanneinheit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spanneinheit 32 durch eine einzelne Druckschraube 37 ausgebildet ist, welche mit einem
Gewindeabschnitt 38 in eine, von einem der ringförmigen Körper 1, 2 bereitgestellte
Gewindebohrung 25, 52 eingeschraubt ist. Die Druckschraube 37 weist an ihrer, der Druckkammer 6 zugewandten Seite wenigstens einen einzelnen, sich längs der Mittelachse S der Druckschraube 37 erstreckenden Abschnitt 31 mit einer rotationssymmetrischen Mantelfläche auf; vorzugsweise weist die Druckschraube 37 genau einen einzelnen solchen Abschnitt 31 auf. Besonders bevorzugt bildet der wenigstens eine Abschnitt 31 eine zylindrische Mantelfläche aus.
27) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse S der wenigstens einen Spanneinheit 32 um einen Winkel α zu der Mittelachse M der Verspanneinheit geneigt ist. Der Winkel α ist kleiner als 90°; bevorzugt ist α kleiner als 45°, und besonders bevorzugt ist α kleiner als 20°.
28) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abschnitt 31 der Druckschraube 37 oder der wenigstens eine Abschnitt 101 des · Druckstücks 45 in einer Bohrung 30, 50 aufgenommen ist, welche durch einen der ringförmigen Körper 1, 2 ausgebildet wird, und welche sich entlang der Mittelachse S von dem, der Druckkammer 6 zugewandten, Ende der Gewindebohrung 25, 52 bis in die Druckkammer 6 hinein erstreckt. Die Bohrung 30, 50 bildet wenigstens eine einzelne zylindrische Wandung 24 aus; vorzugsweise bildet sie genau eine einzelne zylindrische Wandung 24 aus. Die wenigstens eine einzelne zylindrische
Wandung 24 weist vorzugsweise einen Innendurchmesser auf, der nur relativ geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des ihr jeweils zugeordneten Abschnitts 31 der Druckschraube 37 oder des ihr jeweils zugeordneten Abschnitts 101 des Druckstücks 45, so dass der Abschnitt 31, 101 mit relativ enger radialer Führung in der Bohrung 30, 50 aufgenommen ist.
29) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Druckkammer 6 ausbildenden Komponenten 1, 2, 4, 5 und die Komponenten 37, 45 der Spanneinheiten 32 durch separate Dichtungen 7, 8, 13, 17, 33, 34, 46 gegeneinander abgedichtet sind. Vorzugsweise sind die Dichtungen 7, 8, 13, 17, 33, 34, 46 radial dichtend ausgeführt.
30) Verspanneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer 6 über die wenigstens eine Anschlussbohrung 19, 72 und über wenigstens eine elitsprechende Zuleitung durch eine Pumpeinheit 86 mit einem Druckfluid beaufschlagt wird, wobei die Pumpeinheit 86 ein einstellbares Druckbegrerizungsventil 96 umfasst, das über Leitungen 88, 95 mit dem Anschluss 89 der Pumpeinheit 86 verbunden ist. Vorzugsweise ist zwischen dem einstellbaren Druckbegrenzungsverit'il 96 und dem Anschluss 89 kein anderes Bauteil als die Leitungen 88, 95 uiid diesen zugeordnete Verbindungselemente vorhanden. Ebenfalls bevorzugt umfasst die Pumpeinheit 86 ein Manometer 97.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16804994 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
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NENP | Non-entry into the national phase in: |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16804994 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |