DE102007005160A1

DE102007005160A1 - Verfahren, Vorrichtung und Mutter zum Vorspannen eines Lagers

Info

Publication number: DE102007005160A1
Application number: DE200710005160
Authority: DE
Inventors: John E Rode
Original assignee: Individual
Current assignee: Temper Axle Prodcuts Corp
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2007-08-02
Also published as: GB0701360D0; CA2993836A1; AU2007200331B2; CA2993836C; CA2576337C; AU2007200331A1; CA2576337A1; GB2434621A; CA2863789C; CA2863789A1; GB2434621B

Abstract

Es werden Verfahren und Vorrichtungen zum Vorspannen eines Lagers angegeben, diese Verfahren und diese Vorrichtungen weisen auch eine Einrichtung zum Überwachen der Vorspannung auf, wobei ein Mechaniker die am Lager oder einer Lageranordnung anliegende Vorspannung akkurat überwachen und regulieren kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch zum Justieren des Lagerspiels eines Lagers oder einer Lageranordnung verwendet werden. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Vorspannung auf das Lager über ein Gehäuse unter Druckmitteldruck übertragen, wobei der Druck erfasst und überwacht werden kann. Eine Vorrichtung zum präzisen Drehen einer Mutter und ein Werkzeug zum präzisen Drehen der Mutter werden ebenfalls vorgeschlagen. Eine Lagersicherungsmutternanordnung, die ein Vorspannen oder Auswerten der Vorspannung an einem Lager ermöglichen, sind ebenfalls offenbart. Die Lagersicherungsmutternanordnung weist eine erste Lasteinbringungsmutter, einen Federring und eine zweite Sicherungsmutter zum Sichern der Anordnung an einer Achse auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorspannen von Wälzlagern in Antriebssträngen, vorzugsweise zum Vorspannen und Einstellen von Lagern bei gleichzeitigem Überwachen der aufgebrachten Vorspannung.

Hintergrund der Erfindung

Es sind bereits verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, um Achslager, insbesondere Achslager von Lkw einzustellen. Es ist allgemein bekannt, daß in einigen Lageranordnungen, wie zum Beispiel Achslagern, die Lebensdauer der Lager durch Aufbringen einer leichten axialen Druckauslenkung von beispielsweise 0,003 inch (entsprechend 0,0762 mm) optimiert werden kann, welches häufig als eine „3 Tausendstel Vorspannung" bezeichnet wird (wobei dieser Wert der Druckauslenkung für zwei Lager kombiniert ist). Typische Verfahren zum Kreieren dieser Vorspannung sind das Aufbringen eines spezifischen Drehmomentes auf die Lageranordnung, beispielsweise durch Anziehen der Mutter, welche das Lager sichert. Wie auch immer, aus verschiedenen Gründen ist es typischerweise extrem schwierig, solche Vorspannungseinstellungen unter aktuellen Feldbedingungen, wie in Mechanikerwerkstätten, zu erreichen. Zum Beispiel ist die Montage eines schweren Lkw-Rades auf eine Radnabenanordnung eine relativ mühsame Prozedur, welche den Mechaniker hindert. Darüber hinaus weisen Radnabenanordnungen immer wenigstens eine innere Dichtung, üblicherweise eine Lippendichtung, auf, welche in ein restriktives Reibmoment in das Vorspannungsmoment einführt, insbesondere wenn die Dichtung neu ist.

Eine der populärsten Mittel zum Einstellen der Lagervorspannung durch Aufbringen eines Drehmomentes ist in der Literatur von Stemco Company of Longview, Texas (zum Beispiel Stemco Form 571-2970) und weiterhin in Anleitungen von Stemco (zum Beispiel Stemco Artikel Nr. 09-571-0006) beschrieben. Diese Anleitungen werden üblicherweise zusammen mit Achsspindelmuttern von Stemco herausgegeben. Die Genauigkeit dieser und anderer Methoden zum Aufbringen der Vorspannung ist beschränkt, da sie auf dem Verhältnis zwischen dem Montagemoment und der axialen Vorspannung des Lagers beruhen, welche mit einer Veränderung des Drehmomentwiderstandes oder der Reibung der Mutter gegen die Fläche des Lagers variieren. Das Verhältnis wird auch mit einer Veränderung des Drehmomentwiderstandes oder der Reibung der Mutter gegen das Spindelgewinde, der Mutter gegen die Lagerfläche und die oben genannte Lippendichtung, welche in der Anordnung vorhanden ist, variieren.

Aufgrund der Einschränkungen und der Nachteile dieser und anderer Methoden und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zum Aufbringen der Lagervorspannung besteht ein Bedürfnis, genauere und wiederholbarere Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen die Lagervorspannung aufgebracht und eingestellt werden kann. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung überwinden die Einschränkungen und Nachteile nach dem Stand der Technik und stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kreieren einer bekannten, überwachbaren, gleichmäßigen Vorspannung bereit, welche nicht unter der Ungenauigkeit nach den Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik leiden. Darüber hinaus sind Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung für den Mechaniker leichter anzuwenden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Vorspannen eines Lagers bereit. Insbesondere ermöglicht es das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dem Mechaniker, die Vorspannung während des Vorspannens zu überwachen und so die aktuell anliegende Vorspannung genauer zu ermitteln. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung auf ein Lager gegeben, bei welcher das Lager einen Innenring aufweist, welcher auf einer Achse montiert ist, und einen Außenring aufweist, welcher in eine Nabe montiert ist. Diese Vorrichtung weist eine Achse mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf, welche dafür vorgesehen ist, trennbar an die Achse montiert zu werden. Ferner weist die Vorrichtung ein Mittel zum Drücken der Nabe gegen den Außenring des Lagers auf, um so eine Vorspannung in das Lager einzubringen. Dieses Mittel zum Aufbringen des Drucks ist an die Achse montiert. Ferner weist die Vorrichtung einen zylindrischen Rahmen auf, welcher zwischen dem Mittel zum Aufbringen des Drucks auf die Nabe und der Nabe angeordnet ist. Der zylindrische Rahmen weist ein erstes Ende auf, welches dafür vorgesehen ist, eine Last von dem Mittel zum Aufbringen eines Drucks auf die Nabe aufzunehmen. Ferner weist der zylindrische Rahmen ein zweites Ende auf, welches dafür vorgesehen ist, die Last auf die Nabe zu übertragen. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zweite Ende des zylindrischen Rahmens in Kontakt mit der Nabe. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zweite Ende des zylindrischen Rahmens in Kontakt mit dem Innenring des Lagers. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin ein Mittel zum Überwachen der Vorspannung auf das Lager auf.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen der Vorspannung auf ein Lager mit einem auf eine Achse montierten Innenring und einem in eine Nabe montierten Außenring. Dieses Verfahren umfaßt das Montieren eines Stabes an ein Ende der Achse, Montieren des Mittels zum Drücken der Nabe gegen den Außenring des Lagers gegen den Stab, und Aktivieren des Mittels zum Drücken der Nabe um die Nabe gegen den Außenring des Lagers zu drücken, um hierdurch die Vorspannung in das Lager einzubringen. Nach einer Ausgestaltung weist das Verfahren weiterhin das Überwachen der Vorspannung auf das Lager auf.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Vorspannen eines Innenlagers mit einem auf einer Achse montierten Innenring und einem in eine Nabe montierten Außenring und zum Vorspannen eines Außenlager mit einem auf die Achse montierten Innenring und einem in die Nabe montierten Außenring, wobei das Außenlager von dem Innenlager beabstandet ist. Die Vorrichtung weist eine Mutter zum Halten des Außenlagers auf, welche dafür vorgesehen ist, ein Gewindeende der Welle aufzunehmen und in Kontakt mit dem Innenring des Außenlagers zu kommen, um die Vorspannung auf das Außenlager zu halten. Der Stab hat ein erstes Ende und ein zweites Ende, welche dafür vorgesehen sind, abnehmbar an der Welle montiert zu werden. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Druckmittelzylinder auf, welcher an dem Stab angebracht ist. Dieser Zylinder hat ein zylindrisches, an dem Stab angebrachtes Gehäuse und einen Kolben, welcher dafür vorgesehen ist, die Nabe gegen den Außenring des inneren Lagers zu drücken, um die Vorspannung in das Innenlager einzubringen. Eine Auslösemutter ist auf den Stab geschraubt und dafür vorgesehen, das Zylindergehäuse gegen den Kolben zu drücken. Ein zylindrischer Rahmen, welcher zwischen dem Kolben und der Nabe angeordnet ist, weist ein erstes Ende auf, welches dafür vorgesehen ist, Last von dem Kolben aufzunehmen. Weiterhin verfügt der zylindrische Rahmen über ein zweites Ende, welches dafür vorgesehen ist, die Last auf die Nabe zu übertragen und die Nabe gegen den Innenring des inneren Lagers zu drücken und so die Vorspannung in das Innenlager einzubringen. Nach einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung weiterhin Mittel zum Überwachen des Druckes des Druckmittels in dem Druckmittelzylinder auf.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum exakten Rotieren einer Mutter. Diese Vorrichtung weist einen Führungsrahmen mit einem Stützring auf, der eine erste Seite besitzt, die dafür vorgesehen ist, in Kontakt mit einer Abstützung zu treten, und eine zweite Seite gegenüber der ersten Seite. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Stümpfen mit einem ersten, an der ersten Seite des Stützrings montierten Ende und einem zweiten dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende auf. Ferner weist die Vorrichtung ein Werkzeug mit einem Satz einander gegenüberliegenden Zinken auf, welche dafür vorgesehen sind, Ebenen an der Mutter zu ergreifen, sowie Mittel zum Rotieren der Zinken, um die Mutter zu drehen, und wenigstens zwei voneinander beabstandete Anschläge, die dafür vorgesehen sind, wenigstens einen der Stümpfe des Führungsrahmens aufzunehmen und die Drehung der Mutter auf einen vorbestimmten Winkel zu beschränken, der durch den Abstand der beiden voneinander beabstandeten Anschläge gegeben ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum präzisen Drehen einer Mutter. Dieses Verfahren umfaßt das Bestimmen einer gewünschten präzisen Drehung der Mutter, Vorsehen eines Führungsrahmens mit einer Tragplatte mit einer ersten Seite, welche dafür vorgesehen ist, in Kontakt mit einer Abstützung zu treten, und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, und einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten Anschlägen, die auf der Stützplatte angeordnet sind. Ferner ist nach dem Verfahren ein Werkzeug vorgesehen, welches wenigstens einen Satz von einander gegenüberliegenden Zinken aufweist, die dazu vorgesehen sind, Ebenen der Mutter aufzunehmen, und eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Anschlägen, die dafür vorgesehen sind, wenigstens einen der voneinander beabstandeten Anschläge des Führungsrahmen aufzunehmen, wobei die voneinander beabstandeten Anschläge so angeordnet sind, daß sie die Drehung des Werkzeugs entsprechend der gewünschten präzisen Drehung der Mutter begrenzen. Das Werkzeug wird auf die Mutter montiert, wobei die Zinken die Flanken der Mutter aufnehmen und wobei wenigstens ein Anschlag des Werkzeugs an wenigstens einen der Anschläge des Führungsrahmens anschlägt. Die Mutter wird nun mit dem Werkzeug gedreht, wobei der wenigstens eine Anschlag an dem Werkzeug dann an den wenigstens einen anderen Anschlag am Führungsrahmen anschlägt, wodurch die Mutter um den gewünschten präzisen Drehwinkel gedreht wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Werkzeug zum präzisen Drehen einer Mutter. Dieses Werkzeug umfaßt wenigstens einen Satz einander gegenüberliegender Zinken, welche dafür vorgesehen sind, Ebenen einer Mutter aufzunehmen, Mittel zum Rotieren der Zinken, um die Mutter zu drehen, wenigstens einen Anschlag, der dafür vorgesehen ist, mit wenigstens einem korrespondierenden Anschlag an einem Befestigungsorgan, welches der Mutter gegenüberliegend montiert ist, um die Drehung der Mutter um einen vorbestimmten Winkel zu beschränken, aufweist. Nach einer Ausgestaltung ist der wenigstens eine Anschlag des Werkzeugs mit wenigstens einem Stumpf, einer Nocke oder einer Ausnehmung versehen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Achsmutter mit einem zylindrischen Körper mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, welches eine Fläche aufweist, die dafür vorgesehen ist, sich gegen eine Fläche abzustützen, eine Längsachse und eine äußere Oberfläche, welche durch ein Werkzeug ergriffen werden kann, ein Gewindedurchgangsloch, welches im wesentlichen entlang der Längsachse des zylindrischen Körpers orientiert ist, und wenigstens einer Ausnehmung gegenüber des zweiten Endes des zylindrischen Körpers. Die wenigstens eine Ausnehmung ist dafür vorgesehen, wenigstens einen Bereich der Oberfläche gegen die Lagerfläche herauszustellen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die wenigstens eine Ausnehmung wenigstens eine genaue Ausnehmung, beispielsweise eine Mehrzahl von genauen Ausnehmungen auf, welche äquidistant am Umfang der Fläche verteilt sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Last auf ein Lager. Das Lager weist einen auf eine Achse montierten Innenring auf und ist mittels einer Mutter auf der Achse gesichert. Die Vorrichtung verfügt über einen Stab mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welches dafür vorgesehen ist, lösbar mit der Achse verbunden zu werden. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Adapter mit einer Platte auf, die eine Durchgangbohrung besitzt, die durch den Stab durchdrungen ist, und eine Mehrzahl von Auslegern, die an der Platte angebracht sind und dafür vorgesehen sind, mit dem Innenring des Lagers bei montierter Mutter in Kontakt zu treten. Die Vorrichtung weist weiterhin ein Mittel zum Aufbringen einer Drucklast auf die Platte des Adapters auf, wobei die Last auf den Innenring des Lagers übertragen wird, während die Mutter montiert ist. Nach einer Ausgestaltung ist die Mehrzahl von Auslegern schwenkbar an der Platte angebracht. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung weiterhin Mittel zum Überwachen der Last auf das Lager auf.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Last auf ein Lager, wobei das Lager einen auf eine Achse montierten Innenring aufweist und durch eine Mutter auf der Achse gesichert ist. Das Verfahren umfaßt das Montieren eines Stabes an einem Ende der Achse, ohne daß die Mutter entfernt wird. Montieren eines Mittels zum Drücken des Innenrings des Lagers gegen die Achse, und Aktivieren des Mittels zum Drücken des Innenrings, um den Innenring zum Aufbringen einer Last auf das Lager zu drücken. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Mittel zum Aufbringen des Drucks auf den Innenring einen Adapter aufweist, der eine Platte und eine Mehrzahl von Auslegern aufweist, die an der Platte montiert sind, wobei das Montieren des Mittels zum Aufbringen des Drucks das Montieren des Adapters an dem Stab und dem Innenring umfaßt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung zum Halten eines Lagers auf einer Achse. Das Lager weist einen inneren Lagerring mit einem Außendurchmesser auf. Die Befestigungsanordnung ist dafür vorgesehen, einer Lagervorspanneinrichtung den Kontakt zum inneren Lagerring zu erlauben. Die Befestigungsanordnung weist einen ersten Gewindering auf, der auf die Achse geschraubt werden kann und in Anlage an den inneren Lagerring kommt. Der erste Gewindering hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des inneren Lagerrings. Ferner ist seine äußere Oberfläche durch ein Werkzeug ergreifbar. Die Befestigungsanordnung weist weiterhin einen zweiten Ring auf, der zum Montieren auf der Welle geeignet ist und mit dem ersten Ring zusammenwirkt und die Achse so aufnimmt, daß eine relative Bewegung zwischen den ersten Ring und dem zweiten Ring verhindert ist. Schließlich weist die Befestigungsanordnung einen dritten Ring mit einer äußeren Oberfläche auf, welche durch ein Werkzeug ergreifbar ist. Wenn der erste Ring, der zweite Ring und der dritte Ring an der Achse montiert sind, ist das Lager auf der Welle gesichert und der innere Lagerring steht vor und kann in Kontakt mit der Lagervorspanneinrichtung gebracht werden. Nach einer Weiterbildung weisen wenigstens der erste Gewindering und der dritte Gewindering eine Gewindemutter auf.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen einer Last auf ein Lager mit einem auf eine Gewindeachse montierten Innenring. Der Innenring weist einen Außendurchmesser auf. Nach der Methode wird ein erster Gewindering auf die Gewindeachse geschraubt, wobei der Gewindering in Kontakt mit dem inneren Lagerring gerät. Der erste Gewindering hat einen Außendurchmesser, welcher kleiner ist als der Außendurchmesser des inneren Lagerringes. Anschließend wird ein zweiter Ring auf die Achse montiert, wobei der zweite Ring in Kontakt mit dem ersten Ring gerät und die Achse aufnimmt, um eine relative Bewegung zwischen dem ersten Ring und der Welle zu verhindern. Ein dritter Gewindering wird nun auf die Achse geschraubt, wobei der dritte Gewindering in Kontakt mit dem zweiten Ring kommt. Der Innenring wird nun mit einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Last auf den Innenring verbunden. Nach einer Weiterbildung umfaßt das Verfahren weiterhin das Überwachen der Last auf den Innenring. Nach einer anderen Weiterbildung umfaßt das Verfahren ein Anziehen des ersten Gewinderings gegen den Innenring, sobald die Last auf den Innenring etwa eine vorbestimmte Last erreicht hat, um die vorbestimmte Last auf den Innenring zu halten.

Diese und andere Ausführungsbeispiele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen detailliert beschreiben:

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Der Gegenstand, den die Erfindung betrifft, ist genauer dargelegt und einzeln beansprucht in den Patentansprüchen im Anschluß an die Beschreibung. Die oben genannten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leichter aufgrund der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Radnabenanordnung mit einer Lagervorspanneinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Seitenansicht der Radnabenanordnung gemäß 1
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Radnabenanordnung gemäß 1,
4 eine Detaildarstellung eines Mittels zum Aufbringen einer Vorspannung gemäß dem Detail 4 aus 3,
5 eine teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zum Aufbringen einer Last auf ein Lager,
6a, 6b, 6c eine teilweise geschnittene Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung geschnitten in der Ebene VI–IV gem. 4 unter Zufügung eines typischen Werkzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
8 eine perspektivische Darstellung einer Radnabenanordnung mit einer Lagervorspanneinrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9 eine Seitenansicht der Radnabenanordnung gemäß 8,
10 eine teilweise geschnittene Ansicht der Radnabenanordnung gemäß 8,
11 eine Detaildarstellung eines Mittels zum Aufbringen einer Vorspannung gemäß dem Detail 11 aus 10,
12 eine perspektivische Darstellung der Lagervorspanneinrichtung gemäß 11,
13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lagervorspanneinrichtung gemäß 12,
14 eine Draufsicht auf die Lagervorspanneinrichtung gemäß 12,
15 eine perspektivische Darstellung einer Achsmutter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Achsmutter gemäß 15,
17 eine teilweise geschnittene Seitenansicht ähnlich 11 einer Vorrichtung zum Aufbringen und Verifizieren einer Vorspannung auf ein Lager gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
18 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung einer Mutternanordnung gemäß 17, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
19 eine Explosionsdarstellung der Mutternanordnung gemäß 17 und 18.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Radnabenanordnung 10 mit einer Einrichtung zum Vorspannen eines Lagers, nachfolgend als Vorspanneinrichtung 20 bezeichnet, entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung. In 1 sind einige Bereiche der Bestandteile entfernt worden, um die innere Struktur offen zu legen und die Offenbarung der Erfindung zu erleichtern. 2 zeigt eine Seitenansicht der Radnabenanordnung 10 mit der Vorspanneinrichtung 20 entsprechend der 1. Die 3 zeigt eine Seitenansicht, teilweise als Querschnitt, der Anordnung nach 1. Für eine bessere Übersichtlichkeit der Figuren wird das Rad, welches typischerweise an der Radnabe angebracht wäre, weggelassen. Die Radnabenanordnung 10 stellt eine typische Radnabe dar, wie sie an mit Rädern ausgestatteten Fahrzeugen zu finden ist, hierzu gehören beispielsweise Radnaben von Lastkraftwagen, Vorder- oder Hinterachsen einer Zugmaschine eines Sattelzugs oder eine Achse eines Anhängers.
Die in der 1 gezeigte Radnabenanordnung 10, ist eine Vorrichtung, die typischerweise an Vorder- oder Hinterachsen eines Führerhauses, einer Zugmaschine, eines Sattelzuges oder an einer Achse eines Anhängers zu finden ist. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die Verwendung bei Lagern im Fahrzeugbereich beschränkt. So wie es auch der Durchschnittsfachmann aufgrund seiner Kenntnisse aus dem Stand der Technik erkennt, kann die Erfindung in jeder Maschine oder Einrichtung Verwendung finden, die Lager oder Anordnungen von Lagern enthält. Ohne darauf beschränkt zu sein, gehören hierzu: Züge, Getriebe, Maschinenkomponenten, Straßen- und Geländefahrzeuge, Flugzeugräder, Bootsantriebe, Raumfahrzeuge, Rollen von Förderanlagen, Windräder und anderes. Unter der Berücksichtigung der Merkmale der vorliegenden Erfindung kann die Vorspanneinrichtung 20 in jedweder Einrichtung Verwendung finden, in der eine Lagervorspannung beziehungsweise ein Achsspiel benötigt wird. Hierzu zählen beispielsweise Einrichtungen, die einen Axialdruck nutzen und Lager, die radiale Kräfte tragen und indirekt befestigt sind.
Wie in den 1 und 3 dargestellt, weist eine typische Radnabenanordnung 10 eine Radnabe oder einfach eine Nabe 12 und eine mit einem Gewinde versehene Achse oder Spindel 14 auf. Wie es üblich ist, sind auf der Spindel 14 zwei Wälzlager 16 und 18 montiert und die Spindel 14 besitzt ein exponiertes Ende 13, welches typischer Weise mit dem Gewinde versehen ist. Die Spindel 14 ist typischer Weise eine Sicherungsmutter 11 zugeordnet, die auf das exponierte Ende 13 aufgeschraubt ist. Der Sicherungsmutter 11 kann eine weitere sichernde Mutter zugeordnet sein, wie sie aus der vom selben Anmelder anhängigen US-Anmeldung 11/029,532 vom 5. Januar 2005 und der darin enthaltenen Offenbarung oder von einer anderen erhältlichen Sicherungsmutter bekannt ist. Die Sicherungsmutter 11 wird typischerweise dazu genutzt, ein Rad (nicht dargestellt) oder eine Nabenvorrichtung an der nicht rotierenden Achse 14 zu sichern. Unter der Berücksichtigung der Merkmale der vorliegenden Erfindung kann die Sicherungsmutter 11 für ein Einstellen der Vorspannung beziehungsweise des Achsspiels der Lager 16 und 18 nützlich sein. Auch wenn die Lager 16 und 18 als kegelförmige Rollenlager dargestellt sind, können die Ausführungsformen der Erfindung auch auf andere Arten von Wälzlagern übertragen werden, für die es notwendig ist eine Vorspannung bzw. ein Achsspiel bereit zu stellen. Hierzu gehören beispielsweise Tonnenrollenlager, Rillenkugellager und ähnliches. In der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen wird das Lager 16 auch als „Außenlager" und das Lager 18 als „Innenlager" bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt enthält das Außenlager 16 einen inneren Laufring (oder Innenring) 15, einen äußeren Laufring (oder Außenring) 17, eine Vielzahl von Laufrollen 22 und einen Rollenkäfig 24, wie es für Lager üblich ist. Das Innenlager 18 enthält in ähnlicher Weise einen inneren Laufring (oder Innenring) 19, einen äußeren Laufring (oder Außenring) 21, eine Vielzahl von Laufrollen 26 und einen Rollenkäfig 28. Wie in 3 dargestellt, wird der äußere Laufring 17 des Außenlagers 16 beispielsweise mittels Prefsitz an einer ringförmigen Vertiefung 29 gehalten, die einen ringförmigen Halteflansch 30 aufweist. Auf vergleichbare Weise wird der äußere Laufring 21 des Innenlagers 18 in einer ringförmigen Vertiefung 31 mit einem Halteflansch 31 gehalten. Der innere Laufring 15 des Außenlagers 16 wird beispielsweise durch einen Gleitsitz auf dem Außendurchmesser der Spindel 14 gehalten. Der innere Laufring 19 des Innenlagers 18 wird gegen eine Schulter 34 der Spindel 14 positioniert, wobei ein Gleitsitz oder ein Preßsitz auf dem Außendurchmesser der Spindel vorgesehen wird. Jede Kraft die auf die Nabe 12 oder die Spindel 14 wirkt, wird auf diese Weise auf das Innenlager 18 übertragen.
Unter Berücksichtigung einiger Lehren aus dem Stand der Technik können das Außenlager 16 und das Innenlager 18 zumindest unter geringer Vorspannung stehen, um das Verhalten oder die Lebensdauer der Lager und der Radnabenanordnung 10 zu verbessern. So ist beispielsweise im Timken Tech Tip, Volume 6, Issue 3 (copyrighted 2001) unter dem Titel „Preload in Wheel Bearings" [http://www.tmken.com/products/bearings/techtips/PDFs/Vol6No3.pdf#search='Bear ing%20Preload'] beschrieben:
Eine geringe Vorspannung (auf Radlager) kann die Lager, die Abdichtung und die Lebensdauer der Reifen verbessern, aber nur wenn der gesamte Prozess beherrscht wird. „Beherrschen" bedeutet, daß tatsächlich bekannt ist, daß der Einspannungsprozeß der Lager in einer gleichmäßigen Einspannung der Lager endet.
Der Tech Tip führt weiter aus:
Unglücklicherweise können weder Meßuhren noch sonst irgendwelche anderen Standardwerkzeuge einem Techniker mitteilen, welche Vorspannung auf einem Rad lastet. ... Derzeit steht nichts zur Verfügung, um die richtige Einstellung der Vorspannung durch die Befestigungsmittel der Lager bestimmten zu können." [Unterstreichung hinzugefügt.]
Anders ausgedrückt: Ein weltweit führender Hersteller von Lagern glaubt, konventionelle Drehmoment- und Meßuhrenmethoden haben bewiesen, daß dies unbefriedigende Mittel zum Bereitstellen einer Vorspannung und eines Achsspiels sind. Die bisher bekannten Methoden hätten insbesondere gezeigt, daß sie unzuverlässige und nicht wiederholbare Vorspannungen bzw. Achsspiele in Verbindung mit Lagern wie beispielsweise Lagern 16 und 18 zur Verfügung stellen. Darüber hinaus behaupten Experten aus diesem technischen Gebiet, daß nichts zur Verfügung steht, um eine Lagervorspannung zu bestimmen. Unter der Berücksichtigung der Aspekte der vorliegenden Erfindung stellt die Vorspanneinrichtung 20 ein solches Gerät zur Verfügung – ein zuverlässiges, fehlerfreies und wiederholbares Mittel, um eine Vorspannung bzw. ein Achsspiel an Lagern wie Lager 16 und 18 einstellen zu können. Zusätzlich weist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung Mittel zum Überwachen der Vorspannung auf die Lager auf. Hierdurch kann im Vergleich zur als unzuverlässig und oft fehlerbehaftet angenommenen Vorspannungsprozedur nach dem bisherigen Stand der Technik sichergestellt werden, daß die verlangte Vorspannung zur Verfügung steht.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, weist die Vorspanneinrichtung 20 einen in einem Gehäuse oder Rahmen 42 rotierbar befestigten Rundstab oder eine Achse 40 auf, sowie ein Mittel 44, um die Nabe 12 gegen den äußeren Laufring 21 des Innenlagers 18 zu drücken. Das Mittel 44 zum Andrücken ist an der Achse 40 befestigt. Das Mittel 44 liefert über das Gehäuse 42 und die Nabe 12 eine bekannte und vorbestimmte Vorspannung an das Lager 18. Das Gehäuse 42 kann im Folgenden auch als „Schuh" oder „Fuß" der Vorspanneinrichtung 20 bezeichnet werden. Die Achse 40 steht mit dem exponierten Ende 13 der Achse 14 beispielsweise über einen Kragen 46 in Verbindung, obwohl auch andere Verbindungsmittel genutzt werden können. Das Mittel 44 kann an der Achse 40 über eine Verstellmutter 48 befestigt sein, die auf der Achse 40 aufgeschraubt sein kann und eine Andrückkraft an das Mittel 44 liefert.
Die Mutter 48 kann so ausgeführt werden, daß eine Rotation der Mutter 48 ermöglicht wird. Des Weiteren kann die Mutter 48 Arme 50 oder ein Handrad aufweisen, so daß einem Mechaniker das manuelle Festschrauben oder Lösen der Mutter 48 erleichtert wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Mutter 48 dazu geeignet sein über eine Maschine in Rotation versetzt zu werden. Hierzu können beispielsweise Drehmotoren oder Schrittmotoren verwendet werden. Die Mutter 48 kann mit einem Sechskantkopf oder einem Gewinde versehen sein, um in die Maschine, beispielsweise einem Drehmomentmotor, eingreifen zu können. Eine solche Maschine ist der 7 zu entnehmen, auf die im Folgenden noch eingegangen wird.
Das Mittel 44 kann ein beliebiges Mittel sein, sofern es geeignet ist, die Andruckkraft von der Mutter 48 auf die Nabe 12 und den äußeren Laufring 21 des Lagers 18 zu übertragen. In einer Ausführungsform kann das Mittel 44 einfach einen Anbau des Gehäuses 42 enthalten, wodurch die Mutter 48 das Gehäuse 42 berührt und dieses gegen die Nabe 12 drückt. Allerdings würde eine solche Ausführungsform bei einem nicht vorhandenen Mittel zur Überwachung der übertragenen Kraft nicht von so großem Vorteil sein wie andere Ausführungsformen der Erfindung. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel 44 nicht nur geeignet, eine Kraft von der Mutter 48 auf den äußeren Laufring 48 zu übertragen, sondern das Mittel 44 enthält auch ein Mittel zur Überwachung der übertragenen Andruckkraft. Hierzu können beispielsweise Mittel zur direkten oder indirekten Anzeige der übertragenen Kraft auf den äußeren Ring 21, also der Vorspannung auf das Lager 18, Verwendung finden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Anzeige der durch das Mittel 44 übertragenen Andruckkraft mechanisch erfolgen. Hierbei können beispielsweise Druckfedern mit einer bekannten Federkonstante, wie zum Beispiel bei Spiralfedern oder Tellerfedern, Verwendung finden sowie eine Auslenkungsanzeige oder eine aus dem Stand der Technik bekannte Meßuhr. Bei einer solchen Ausführung kann eine Meßuhr montiert sein, um die Kompression von einer oder mehreren Federn, die im Mittel 44 positioniert sind, anzuzeigen. Dies geschieht in Abhängigkeit von der Position der Mutter 48 und der Andruckkraft, die über die angezeigte Auslenkung und der bekannten Federkonstante der verwendeten Federn berechnet werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung ist ein zuverlässiges und wiederholbar einsetzbares Mittel zur Anzeige der Vorspannung auf das Lager 18.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, weist das Mittel 44 eine elektronische Anzeige der über die Mutter 44 übertragenen Andruckkraft auf. Dies kann beispielsweise ein Kraft- oder Drucksensor sein. Es können auch ein oder mehrere Dehnungsstreifen oder Kraftmesszellen in dem Mittel 44 verbaut sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Kraftsensor an einen geeigneten Prozessor und ein Display angeschlossen sein, um beispielsweise ein digitales Auslesen der Andruckkraft der mechanisch betätigten Vorspanneinrichtung 20 zu erreichen. Die Übertragung des Signals vom Sensor kann auch kabellos beispielsweise über ein RF-Signal erfolgen. Auch diese Ausführungsform der Erfindung führt zu einem zuverlässigen und wiederholbar einsetzbaren Mittel zur Überwachung der auf das Lager 18 aufzubringenden Vorspannung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält das Mittel 44 mindestens ein Fluid wie beispielsweise ein Gas wie Luft oder eine Flüssigkeit wie Wasser, Öl oder eine Hydraulikflüssigkeit. Deren Druck kann erfaßt und zum Beispiel über eine Druckanzeige, einen Drucksensor oder eine mechanische Anzeige angezeigt werden. In einer Ausführungsform kann der Druck des Fluids die Quelle der Andruckkraft auf das Lager 18 sein. Die 7 zeigt eine Apparatur, die genutzt werden kann, um dieses Merkmal der Erfindung zu nutzen. Das Fluid kann in einer Kavität aufbewahrt werden, die auch verformbar sein kann, wie zum Beispiel bei einer Blase oder in einer Art Schlauch wie bei einer Luftfeder. Die Kavität kann aber auch starre Wände und mindestens eine bewegbare Wand wie bei einem Zylinder oder Kolben aufweisen. In einer Ausführungsform kann die verformbare Kavität oder Luftfeder aus gegossenem Gummi, etwas ähnlich einem Innenschlauch, gefertigt sein und der Aufbau des Mittel 44 kann dann geeignet sein, um das gegossene Stück Gummi sowohl in einem aufgepumpten als auch in einem entspannten Zustand aufzunehmen.
Sofern Luft als Fluid genutzt wird, kann die Luft mit einem Druck von 690000 Pascal oder 6,9 bar (100 psig), wie sie üblicherweise im Handel vertrieben wird, verwendet werden. Der Druck des Fluids in der verformbaren Kavität kann über Sensoren oder Druckanzeigen angezeigt werden. So kann das Druckgas auf eine Düse einwirken, die in eine Wand der verformbaren oder starren Kavität eingebracht ist. In einer Ausführungsform kann eine mechanische Anzeige Verwendung finden, bei der ein Hebel ausgelenkt wird und darüber die Mechanik ansteuert, wenn der gewünschte Druck des Fluids in dem Mittel 44 erreicht wird. Eine Ausführungsform der Erfindung, die ein Mittel 44 mit einem Fluid aufweist, ist in den 1 bis 3 dargestellt. Die 4 zeigt einen detaillierten Ausschnitt des Mittels 44 aus 3 und ist dort als Detail 4 bezeichnet.
In der Ausführungsform der Erfindung entsprechend der 4 besteht das Mittel 44 aus einem Gehäuse 52 und einem bewegbaren Kolben 54, der für eine axiale Bewegung in dem Gehäuse 52 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist in dem Gehäuse 52 eine interne Kavität 56 angeordnet, die zwischen dem Gehäuse 52 und dem Kolben 54 als ringförmige Kavität vorgesehen ist. Die innere Kavität 56 ist zumindest teilweise oder auch fast vollständig mit einem Fluid, wie beispielsweise Gas, Luft, Öl, Wasser oder ähnlichem, gefüllt. Dieses Fluid baut einen hydrostatischen Druck P auf, wenn das Gehäuse 52 durch das Vorrücken der Mutter 48 auf der Achse 40 angedrückt wird. Der Kolben 54 kann mit einem oder mehreren Dichtungsringen 61 und 63 ausgestattet sein. Über die Verwendung von beispielsweise Dichtungsringen zum Abdichten kann ein Austreten des Fluids aus dem Gehäuse 56 minimiert oder verhindert werden. Des Weiteren kann das Gehäuse 42 über eine innere Kavität 57 verfügen, die dem Kolben 54 einen Freiraum für die Verschiebung des Kolbens innerhalb des Gehäuses 52 schafft. In einer Ausführungsform kann eine Kriechstrecke durch das Gehäuse 52 dazu genutzt werden, den Druck in der Kavität 57 zu minimieren oder einen Druckaufbau zu verhindern, um eine gute Funktion des Kolbens 54 gewährleisten zu können. Der Kolben 54 kann in dem Gehäuse 52 durch eine Arretierung oder einen Sprengring 55 gehalten werden. Das Gehäuse 52 und der Kolben 54 können maschinell aus Vollmaterial, das in Form von Stangen oder Blechen vorliegt, angefertigt oder aus diesen Materialen geschweißt, geschmiedet oder gegossen werden.
Wie in 4 dargestellt, wird die Andruckkraft durch das Vorrücken der Mutter 48 auf das Gehäuse 52, über das Fluid in der Kavität 56, über den Kolben 54, über das zylinderförmige Gehäuse 42 und über die Nabe 12 schließlich auf den äußeren Laufring 21 des Lagers 18 übertragen. Unter Berücksichtigung der Merkmale der Erfindung gibt daher der hydrostatische Druck, der durch das Fluid in der Kavität 56 über das Vorrücken der Mutter 48 herbeigeführt wird, einen direkten Hinweis auf die auf das Lager 18 aufgebrachte Vorspannung.
In einer Ausführungsform kann der Druck P in der Kavität 56 beispielsweise über einen Drucksensor oder eine Druckanzeige kontinuierlich überwacht werden. Wie in 4 dargestellt, kann der Druck P in einer Kavität 56 über einen oder mehrere Druckanzeigen 60 überwacht werden, die geeignet sind den Druck P in der Kavität 56 über eine Passage 58 im Gehäuse 52 aufzunehmen. Die Druckanzeige 60 kann als eine analoge oder digitale Druckanzeige ausgeführt sein. Die Druckanzeige 60 kann dazu geeignet sein, den Druck P in der Kavität 56 aufzunehmen und ein zum Druck P korrespondierendes elektrisches Signal an einen Prozessor oder eine Steuereinheit weiterzuleiten. Diese kann dazu geeignet sein, den Druck anzuzeigen, die Druckmessung aufzuzeichnen, einen Strom in Abhängigkeit vom Druck zu erzeugen beziehungsweise ein Signal einer Mechanik zur Verfügung zu stellen. Über die Mechanik kann ein Ton oder ein Klingeln erzeugt werden, so daß das Erreichen einer vorbestimmten Vorspannung auf das Lager 18 angezeigt wird.
Nach Aspekten der Erfindung kann der Druck P und die zugehörige Geometrie (beispielsweise der innere und äußere Durchmesser der Kavität 56) von einem Mechaniker genutzt werden, um die Vorspannung auf das Lager 18 zu bestimmen. So kann beispielsweise für eine bestimmte Vorspannung L in [pounds, Newton] und einer gegebenen Fläche in [square inches, Quadratmeter] des Kolbens 54, der dem Druck P ausgesetzt ist, der gewünschte Druck des Fluids in der Kavität 56 über die Gleichung P=L/A [psi, Pascal] bestimmt werden. Wenn beispielsweise für eine Druckverschiebung des Lagers 18 von 0.0762 mm (0.003 inches) eine Vorspannung von 2721 Kg (6000 pounds lbs) notwendig ist und der Außendurchmesser der Kavität 56 76.2 mm (3 inch) beträgt und der Innendurchmesser der Kavität 56 25.4 mm (1 inch), dann errechnet sich der gewünschte Druck P über P = L/A = (6000lbs/((n/4)(32 – 12)) = 6000lbs/(2π) = 955psig Gleichung 1
Dieser Druck stellt nun den in der Kavität 56 zu erreichenden Druck dar, um die gewünschte Druckverschiebung des Lagers 18 von 0.076 mm (0.003 inches) zu erreichen und wird über den Druckanzeiger 60 aufgenommen. Unter der Berücksichtigung der Merkmale der vorliegenden Erfindung kann der Druck des Fluids in der Kavität 56 überwacht werden, um zu bestimmen, wann der gewünschte Druck P erreicht wird, damit die gewünschte Vorspannung auf das Lager 18 aufgebracht wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Mittel 44 mit einem oder mehreren Wälzlagern ausgestattet sein. So kann beispielsweise ein Wälzlager 62 zwischen der Mutter 48 und dem Gehäuse 52 angeordnet sein und ein anderes Wälzlager 64 kann zwischen dem Kolben 54 und dem Gehäuse 42 angeordnet sein. Die Lager 62 und 64 können Kugellager sein oder Lager aus reibungsarmen Material. Beispielsweise können die Lager 62, 64 Nadellager enthalten oder aus einem Material bestehen, das zumindest teilweise PTFE enthält, wie zum Beispiel DuPont's Teflon^® PTFE oder Saint-Gobain's Rulon^® PTFE oder vergleichbares. Die Lager können über ein oder mehrere Befestigungselemente 65 und 66, zum Beispiel ein oder mehrere Sprengringe, gehalten werden.
Wie in den 1 bis 4 dargestellt, ist das Gehäuse oder der Rahmen 42 dazu geeignet, die Andruckkraft zu übertragen, die durch das Vorrücken der Mutter 48 in Richtung der Nabe 12 entsteht. In einer Ausführungsform kann das Gehäuse 42 einen beliebigen Aufbau aufweisen, der dazu geeignet ist, die Kraft zu übertragen und dabei die Funktion und Bewegung der Mutter 11 und des Kragen 46 nicht stört. In einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse oder der Rahmen 42 ein zylinderförmiges Gehäuse auf, das zumindest über eine Öffnung verfügt, um für einen Mechaniker einen Zugang zur Mutter 11 und den Kragen 46 zu ermöglichen. Nach den Ausführungsformen der Erfindung, wie sie aus den 1 bis 4 hervorgeht, weist das Gehäuse 42 einen oberen Flansch 70 auf, der geeignet ist, die Kräfte aufzunehmen, die über das Mittel 44 übertragen werden. Des Weiteren weist das Gehäuse 42 eine untere Platte oder einen Ring 72 auf, der geeignet ist die Kraft auf die Nabe 12 zu übertragen und eine Vielzahl von Säulen 74, die an den Flansch 70 und den Ring 72 angeordnet sind, um die Kraft von dem Flansch 70 auf den Ring 72 zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Flansch 70 eine beliebige Platte sein, die den Kolben 54 und die Säulen 74 aufnimmt. Der Ring 72 kann jede ringförmige Platte sein, die geeignet ist eine Kraft von den Säulen 74 aufzunehmen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung zwischen dem Ring 72 und der Nabe 12 ein Wälzlager aufweisen. Dieses kann ein Nadellager sein oder aus einem PTFE-beinhaltenden Material bestehen, wie es weiter oben in Bezug auf die Lager 62 und 64 beschrieben wurde. Die Säulen 74 können kreisförmige oder rechteckige zylinderförmige Säulen sein, die sich von dem Flansch 70 bis zum Ring 72 erstrecken. Wenn das Gehäuse 42 einen zylinderförmigen Aufbau aufweist, können Säulen 74 als Abschnitte des zylinderförmigen Aufbaus entstehen, sofern in den zylinderförmigen Aufbau Öffnungen eingebracht werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Ring 72 weggelassen werden, so daß die Säulen 74 direkt auf der Oberfläche der Nabe 12 aufliegen. Sofern auf den Ring 72 verzichtet wird, können die Säulen 74 mit einem Mittel zur Reduzierung der Reibung zwischen den Säulen 74 und der Nabe 12 versehen sein. So können die Enden der Säulen 74 beispielsweise mit Wälzlagern, Kugeln oder einem Reibung vermindernden Material, wie PTFE-beinhaltendes Material, versehen sein. Das Gehäuse 42 kann aus Vollmaterial herausgearbeitet werden oder über Verbindungselemente zusammengesetzt werden oder durch Schweißen, Schmieden, Gießen oder eine Kombination der verschiedenen Verbindungsverfahren hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, kann das Gehäuse oder der Rahmen 42 anstelle der Nabe 12 den inneren Laufring des Außenlagers 16 berühren und die Vorspannung auf das Lager 18 übertragen. Beispielsweise kann in einer Radnabenanordnung 10 der Durchmesser der Sicherungsmutter 11 kleiner sein als der Durchmesser des inneren Laufrings 15 des Außenlagers 16, wodurch der Zugang zum inneren Laufring 15 nicht durch die Mutter 11 verhindert ist. (In 3 ist der Durchmesser der Mutter 11 größer als der Durchmesser des inneren Laufrings 15, wodurch der innere Laufring 15 nicht direkt erreicht werden kann.) Unter diesen Vorraussetzungen kann das Gehäuse 42 aufgrund seiner Größe oder Konstruktion geeignet sein, den inneren Laufring 15 direkt zu berühren, wodurch die Andruckkraft durch die vorrückende Mutter 48 über den inneren Laufring 15 auf das Außenlager 16 übertragen wird. Von hier wird die Andruckkraft auf die Nabe 12 und über den äußeren Laufring 21 auf das Innenlager 18 übertragen. Gemäß dieser einen Ausführungsform bedeutet das, daß die Vorspannung auf das Lager 18 über einen Andruck auf der Oberfläche der Nabe 12 oder auf den inneren Laufring 21 des Lagers 16 erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Druckauslenkung auf beide Lager 16 und 18 zu erreichen.
Entsprechend der Ausführungsformen der Erfindung wird die auf das Lager 18 übertragene Andruckkraft über die Nabe 12 geleitet. Daher wird ein Anteil der Druckauslenkung auch auf der Nabe 12 eine Auslenkung verursachen. Daher kann in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Auslenkung auf die Nabe 12 berücksichtigt werden, um die Druckauslenkung auf das unter Vorspannung stehende Lager 18 zu bestimmen. So kann beispielsweise eine Messuhr, die an dem Gehäuse 42 befestigt ist neben der an Druckauslenkung auf das Lager 18 in Abhängigkeit von der Größe der Kraft und der Festigkeit der Nabe 12 auch die Auslenkung auf die Nabe 12 detektieren. Sofern die Auslenkung der Nabe 12 einen Effekt auf die Druckauslenkung hat, kann nach einer Ausführungsform der Erfindung die gemessene Auslenkung bezüglich der Festigkeit der Nabe normalisiert oder kompensiert werden. Das bedeutet, daß die Druckauslenkung auf das Lager 18 im Wesentlichen gleich bleibt, auch wenn die Naben aufgrund unterschiedlicher Festigkeiten verschiedene Auslenkungen erfahren. Darüber hinaus wird jede Auslenkung auf die Nabe 12 nur einen geringen Effekt auf die zum Lager 18 übertragene andrückende Kraft haben.
Dem Durchschnittsfachmann ist bekannt, die Gestalt des Gehäuses 42 so zu modifizieren, daß das Gehäuse 42 den inneren Laufring 15 berühren kann. So kann beispielsweise der Durchmesser des Flansch 70 und des Ring 72 reduziert werden, wodurch der Ring 72 in Kontakt mit dem inneren Laufring 15 kommt. Diese alternative Ausführungsform der Erfindung wird in 5 gezeigt. Die 5 zeigt in einem Teilausschnitt und als Querschnitt eine alternative Gestalt des Gehäuses 42, um die Andruckkraft vom Mittel 44 über den inneren Laufring 15 des Außenlagers 16 auf das Lager 18 zu übertragen. In dieser Ausführungsform ist die Größe der Mutter 111 auf der Spindel 14 kleiner als die zuvor gezeigte Mutter 11, wodurch der innere Laufring 15 offen gelegt ist und mit dem modifizierten Gehäuse 142 in Kontakt treten kann. Als Referenz dienen der in 5 dargestellte innere Laufring 15, das Lager 16 und die Nabe 12. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des oberen Flansch 70 auf den Durchmesser des oberen Flansch 170 in 5 reduziert, ebenso ist der Durchmesser des Ringes 72 auf den Durchmesser des Ringes 172 entsprechend der 5 reduziert und die Säulen 74 sind durch Säulen 174 ersetzt. Die Andruckkraft kann auf den inneren Laufring 15 des Lagers 16 übertragen werden. In einer anderen alternativen Gestalt des Gehäuses 42 können die Säulen in Richtung der Mittellinie der Vorrichtung gewinkelt oder abgeschrägt sein, so daß sich der Durchmesser des Ringes 72 entsprechend verringert, wodurch der Ring 72 mit dem inneren Laufring 15 in Kontakt treten kann. Dem Fachmann sind auch andere Arten der Modifikationen des Gehäuses, um einen Kontakt zum inneren Laufring 15 zu ermöglichen, bekannt.
Wie zuvor beschrieben, ist die Achse 40 geeignet, um in das exponierte Ende 13 der Spindel 14 einzugreifen. Obwohl dies auch über konventionelle Mittel wie mechanische Befestigungsmittel oder Schweißverbindungen zu erreichen ist, zeigt die Ausführungsform nach den 1 bis 4, daß die Achse 40 über einen Kragen 46 mit dem Ende 13 der Spindel 14 verbunden ist. Dieser Kragen 46 ist über ein Innengewinde 47 im Kragen 46 auf ein Außengewinde 49 auf die Achse 40 aufgeschraubt. Der Kragen 46 weist ein zweites Innengewinde 45 auf, das in ein Außengewinde 51 der Spindel 14 faßt. In einer Ausführungsform sind nur zwei oder drei Gewindegänge nötig, um den Kragen 46 zu erfassen. Nach einer Ausführungsform kann eine Vielzahl von Kragen 46 mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sein, die für unterschiedliche Durchmesser der Spindel 14 geeignet sind. Jeder dieser Kragen 46 kann auf das Außengewinde 49 auf der Achse 40 geführt werden. In einer Ausführungsform ist die Bewegung der Achse 40 durch einen an dem Rundstab 40 befestigten Kragen oder Ring 76, beispielsweise ein Sprengring, begrenzt.
Die Achse 40, das Gehäuse 42, der Kragen 46, die Mutter 48, die Arme 50, das Gehäuse 52, der Kolben 54 und das Gehäuse 42 kann aus jedem Baumetall wie beispielsweise Eisen, Stahl, Edelstahl, Aluminium, Titan, Nickel, Magnesium, Messing, Bronze oder anderem hergestellt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorspanneinrichtung 20 zum Aufbringen und Überwachen einer Vorspannung auf das Innenlager 18 genutzt werden. Üblicherweise wird ein nicht gezeigtes Rad an einer Nabenvorrichtung 10 beispielsweise über Bolzen 100, wie sie der 3 zu entnehmen sind, an der Nabe 10 befestigt. Wie in 4 gezeigt, kann die Vorspanneinrichtung 20 für eine mit einem Fluid wie z.B. Öl befüllbare Kavität 56 vorberaitet sein. Ein Zugang 58 ist nicht durch eine Druckanzeige 60 belegt. Die Mutter 11 kann vor dem Aufsetzen der Vorspanneinrichtung 20 gelöst oder handfest angedreht werden, obwohl jede leichte Last auf der Mutter 11 üblicherweise mit der einsetzenden Wirkung einer Spannung auf die Spindel 14 über Mittel an der Achse 40 abgebaut wird. Danach wird die Vorspanneinrichtung 20 auf der Radnabenanordung 10 über das Befestigen der Achse 40 auf die Spindel 14 mit Hilfe des Kragens 46 aufgesetzt. Dadurch wird das Gehäuse 42 mit der Nabe 12 in Kontakt gebracht. Unter der Annahme, es sei eine Druckauslenkung von 0.0762 mm (0.003 inches) und eine dazu korrespondierende Vorspannung L für das Lager 18 gewünscht, kann der hierzu in der Kavität 56 zu erreichende Druck über die Gleichung 1 berechnet werden.
Das Aufbringen der Vorspannung auf das Lager 18 wird durch die vorrückende, sich fest drehende Mutter 48 verursacht, die über das Lager 62 und durch Rotation der Arme 50 gegen das Gehäuse 52 drückt. Der Mechaniker kann den Druckaufbau in der Kavität 56, wie er über den Druckanzeiger 60 angezeigt wird, überwachen. Das Eindrehen der Mutter 48 erfolgt solange, bis das gewünschte Druckniveau erreicht ist. Die Nabenvorrichtung sollte wenigstens einmal um die eigene Achse rotiert werden, um einen guten Sitz der Rollen des Lagers 18 zu erreichen. Sobald das gewünschte Druckniveau in der Kavität 56 erreicht ist und die nötige Vorspannung auf das Lager 18 aufgebracht ist, kann die Mutter 11 gegen den inneren Laufring 15 angezogen werden, um die Vorspannung auch nach der Entfernung der Vorrichtung aufrecht zu erhalten. Das hierzu nötige Anzugsmoment der Mutter 11 kann durch ein Ablesen des Druckes in der Kavität 56 über den Druckanzeiger 60 überwacht werden. Sobald der Druck während des Anziehens der Mutter 11 zu sinken beginnt, ist dies ein Zeichen dafür, daß die Mutter zu fest angezogen ist. Die Reduzierung des Druckes bedeutet, daß die Vorspannung vom Lager 18 gelöst wird und durch das Festziehen der Mutter 11 auf diese übertragen wird. In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Festziehen der Mutter 11 solange erfolgen, bis ein Absinken des Druckes zu beobachten ist. An diesem Punkt kann das Festziehen der Mutter 11 gestoppt werden oder die Mutter 11 kann beispielsweise durch eine 1/8 Drehung wieder leicht gelöst werden. Des Weiteren sollte die Nabenvorrichtung wieder mindestens einmal um die eigene Achse rotiert werden, um einen guten Sitz der Rollen in den Lagern 16 und 18 zu erreichen. Nach dem erfolgten Einstellen einer Vorspannung, kann die Vorspanneinrichtung 20 von der Randnabenanordnung 10 entfernt werden und beispielsweise ein Rad wieder aufmontiert werden. Ohne von den gewünschten Ergebnissen abzuweichen, können sich für den Fachmann Variationen dieser Vorgehensweise ergeben.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorspanneinrichtung 20 genutzt werden, um das Achsspiel der Lager einzustellen. So kann es bei einigen Lagern notwendig sein ein Achsspiel für die Lagervorrichtung zu schaffen. Dieses Achsspiel kann beispielsweise zwischen 0.0254 mm (0.001 inches) und 0.0762 mm (0.003 inches) liegen. Siehe hierzu beispielsweise die nicht datierte Anleitung mit dem Titel „ProTorq Advanced Axle Spindle Nuts" von Stemco, Longview, Texas. Obwohl in solchen Verfahren ein bestimmtes Drehmoment an die Mutter übergeben wird, um ein bestimmtes Achsspiel der Lager zu erreichen, hat der Erfinder festgestellt, daß das tatsächliche Achsspiel bei der Verwendung solcher Verfahren dramatisch variieren kann. Die tatsächliche axiale Auslenkung der Lager, die sich über das angewandte Drehmoment ergibt, kann unter anderem aufgrund unterschiedlicher Drehmomentwiderstände (oder der Reibung) zwischen den Berührungsflächen variieren. Derartige Berührungsflächen ergeben sich unter anderem zwischen der Mutter 11 und dem Achsengewinde 15 sowie zwischen der Fläche der Mutter 11 und der Oberfläche des Lagers 16. Weitere Fehler können sich bei solchen Drehmoment basierten Verfahren durch Ausrichtungsfehler der Kugellager ergeben, welche wiederum zwischen den Schritten des Verfahrens auftreten. Daher gibt es in diesem technischen Gebiet einen Bedarf an fehlerfreien und wiederholbar einsetzbaren Mitteln zum Bereitstellen eines Achsspiels bei Lagern. Eine Ausführungsform der Erfindung richtet sich an diesen Bedarf.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beseitigen die Ungenauigkeiten, die durch die bisherigen Verfahren zur Einstellung des Achsspiels entstehen und kann genutzt werden, um ein fehlerfreies Achsspiel mit Einstellungen zwischen 0.0254 mm (0.001 inches) und 0.0508 mm (0.002 inches) zu erreichen. Unter Verwendung des in 3 gezeigten Querschnittes, beinhaltet eine Methode zur Herstellung eines fehlerfreien Achsspiels die folgenden Schritte. Ausgehend von einer gefetteten und montierten Radnabenanordnung 10 (diese Prozedur kann mit oder ohne vorhandenes Rad durchgeführt werden) wird die Mutter 11 gelöst oder nur handfest aufgeschraubt. Die Einrichtung 20 aus den 1 bis 4 wird dann auf die Radnabenanordnung 10 aufgesetzt. Dabei wird der Rundstab 40 mit dem Mittel 44, welches ein Fluid-beinhaltendes Gehäuse 52 aufweist, an die Achse 14 über einen Kragen 46 befestigt und das Gehäuse 42 ist an der Nabe 12 befestigt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird für das Fluid in dem Gehäuse 52 ein hydraulisches Fluid verwendet. Nach diesem Verfahren wird die Mutter 48, die durch Arme 50 erweitert ist, aufgedreht, um einen gewünschten Druck des Hydraulikfluids, beispielsweise 6900000 Pascal (1000 psig), in der Kavität 56 zu erreichen. Dieser Druck wird über den Druckanzeiger 60 angezeigt, bei dem es sich beispielsweise um einen analogen Druckaufnehmer handeln kann. Der gewünschte Druck wird üblicherweise über die Gleichung 1 vorbestimmt, worüber auch die notwendige Druckauslenkung oder das Achsspiel des Lagers 18 bestimmt ist. Der gewünschte Enddruck variiert unter anderem in Abhängigkeit von der Größe und Art des verwendeten Lagers und der Größe der Kavität 56.
Die Radnabenanordnung 10 wird mindestens einmal, üblicherweise mindestens dreimal, um die Spindel 14 gedreht, damit die Rollen des Innenlagers den richtigen Sitz einnehmen. (siehe Timken Tech Tip Volume 1, Number 6: „Why oscillate or rotate a bearing" http:://www.Timken.com/products/bearings/techtips/tip6.asp) Der Druck (6900000 Pascal bzw. 1000 psig), der durch den Druckanzeiger 60 angezeigt wird, kann varrieren, wenn die Rollen 26 des Innenlagers 18 durch die Rotation ihren Sitz einnehmen. Falls der Druck von der gewünschten Endstellung abweicht, kann der Druck in der Kavität 56 durch Rotation der Mutter 48 beispielsweise über die Arme 50 wieder hergestellt werden. Die Rotation der Radnabenanordnung 10 um die Spindel 14 und der Schritt zur Wiederherstellung des gewünschten Enddrucks kann solange wiederholt werden, bis die Rollen 26 des Innenlagers 18 sich ordentlich gesetzt haben und der Druck, der durch den Druckanzeiger 60 angezeigt wird, sich um den gewünschten Enddruck stabilisiert hat. Offenbar können leichte Variationen des Druckes in der Kavität 56 unter anderem durch leichte Fehlanordnungen (keine Rechtwinkeligkeit) der montierten Lager entstehen. Die Rollen 26 des Innenlagers 18 sitzen dann im Wesentlichen auf dem inneren Laufring 19 auf.
Nachdem das Innenlager 18 durch die gerade beschriebene Prozedur seinen richtigen Sitz gefunden hat, kann mit der Justierung des Achsspiels des Außenlagers 16 begonnen werden. Während der gewünschte Enddruck beispielsweise wieder um 6900000 Pascal (1000 psig) in dem Gehäuse 52 aufrecht erhalten wird, wird die Mutter 11 beispielsweise mit einem handbetätigten Schraubenschlüssel langsam gedreht und angezogen. Während oder nach dem Anziehen der Mutter 11, wird die Radnabenanordnung 10 um die Spindel 14 gedreht, wodurch die Rollen 22 des Außenlagers 16 ihren Sitz im inneren Laufring 15 finden. Die Mutter 11 wird solange weiter angezogen, bis der über den Druckanzeiger 60 angezeigte Druck gerade zu fallen beginnt. Dieser Druckabfall weist darauf hin, daß die Vorspannung auf das Innenlager 18 durch den Anpressdruck der Mutter 11 gegen den inneren Laufring 15 des Außenlagers 16 abgebaut wird. Die Mutter 11 wird dann wieder leicht gelöst, so daß der gewünschte Enddruck wieder erreicht wird und die Vorspannung auf das Innenlager 18 wieder hergestellt ist, ohne üblicherweise die Mutter 48 erneut anziehen zu müssen. Diese Bedingung für die Justierung wird als „Last-Richtwert" bezeichnet. Hierbei ist die gewünschte Vorspannung auf das Innenlager 18 erreicht und der Druck der Mutter 11 auf den inneren Laufring 15 ist derart, daß jedes weitere Anziehen zu einer Abnahme der Vorspannung auf das Innenlager 18 führt. Bei einer angewandten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Last-Richtwert ziemlich einfach über den Tastsinn des Mechanikers bestimmt werden. Nach den Merkmalen der Erfindung haben die Rollen bei diesem Last-Richtwert sowohl im Außenlager 16 als auch im Innenlager 18 einen guten Sitz eingenommen und die gewünschte Vorspannung wirkt auf den äußeren Laufring 21 des Innenlagers 18.
Nach den Ausführungsformen der Erfindung ergibt sich ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels derer ein Mechaniker fehlerfrei den Last-Richtwert für eine Anordnung von Lagern bestimmen kann. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht anfällig gegenüber der Variabilität der Vorspannung aufgrund der unbekannten und nicht vorhersagbaren Reibungskräfte zwischen den Berührungsflächen und dies ist unabhängig von der gewünschten Lagervorspannung beziehungsweise dem Achsspiel der Fall. Nach den Ausführungsformen der Erfindung kann ein Mechaniker nach dem Erreichen einer neutralen Ausgangsposition relativ einfach eine gewünschte Einstellung der Mutter 11 erreichen, um so die gewünschte Lagervorspannung beziehungsweise das gewünschte Achsspiel zu erreichen.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, resultiert eine bekannte Vorspannung von beispielsweise 2721 kg (6000 pounds) in einen bekannten Wert der axialen Stauchung auf ein Lager (hier beispielsweise mit einer axialen Stauchung von 0.1016 mm bzw. 0.004 inches). Nach den Ausführungsformen der Erfindung wird in der Position des erreichten Last-Richtwertes, in der beide Lager richtig angeordnet sind und keine Vorspannung auf die Mutter 11 wirkt, die Vorspannung des Innenlagers 18 von der Mutter 11 eingefangen bzw. auf diese übertragen, wenn die Mutter 11 gelöst wird hier beispielsweise um genau 0.1016 mm bzw. 0.004 inch vom Last-Richtwert). Daher kann die Vorspannung oder das Achsspiel, das über eine präzise kontrollierte Drehung der Mutter 11 hergestellt wird, variieren. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der Drehung der Mutter 11 auf, um hierüber eine gewünschte Vorspannung oder ein Achsspiel zu erreichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt, die einen kalibrierten Schraubenschlüssel einsetzen.
Dieser kann dazu genutzt werden, die Drehung der Mutter 11 sorgfältig zu kontrollieren und so die gewünschte Vorspannung oder das gewünschte Achsspiel zu erreichen. Die 6A, 6B und 6C verdeutlichen dieses Verfahren und die Vorrichtung. Die 6A, 6B und 6C sind Teilansichten der Vorspanneinrichtung 20 entlang der Schnittlinie 6-6 in 4 und zusätzlich mit einem Schraubenschlüssel 90. Zur leichteren Lesbarkeit zeigen die 6A, 6B und 6C nur die Anordnung des Gehäuses oder Rahmens 42 mit dem Ring 72 und den Säulen 74. Des Weiteren zeigen die Figuren das Ende des Schaftes 14 und die Lage der Mutter 11 auf dem Schaft 14.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Schraubenschlüssel 90 einen Handgriff 89 und zwei gegenüberliegende Zacken auf, die in die sich gegenüberliegenden Flächen der Mutter 11 eingreifen. Der Schraubenschlüssel 90 weist mindestens eine Ausnehmung 94 auf, die sich zwischen den Zinken 92 befindet. Die Ausnehmung 94 besitzt zwei gegenüberliegende flächige Anschläge 91, 93, die die Säulen 74 aufnehmen und die Bewegung des Schraubenschlüssels 90 stoppen. In einer Ausführungsform können die Anschläge 91, 93 anstelle einer oder mehrerer Ausnehmungen 94 als ein oder mehrere Vorsprünge zwischen den Zinken 92 ausgeführt sein. In einer weiteren Ausführungsform können sich die die Bewegung stoppenden Oberflächen durch die geschlossenen Enden von einer oder mehreren Einschnitten 95 in Ring 72 ergeben, welche geeignet sind ein oder mehrere Stäbe 97 aufzunehmen, die unterhalb des Schraubenschlüssels 90 hervorstehen. Der oder die Einschnitte 95 können in der Länge variieren, um entsprechend ein oder mehrere Winkeldrehbewegungen zu ermöglichen. Darüber hinaus können andere Variationen des Schraubenschlüssels 90 bzw. des Ringes 72 und der Säulen 74 vorgesehen sein, um die gewünschte Begrenzung der Drehbewegung der Mutter 11 zu erreichen. Der Schraubenschlüssel 90 kann eine Dicke im Bereich zwischen 12.7 mm (0.50 inches) und etwa 25.4 mm (1 inch) oder mehr aufweisen.
Wie in 6A gezeigt, kann die Ausnehmung 94 auf einer Mittelachse mit dem Griff 89 liegen. Die Ausnehmung 94 kann aber auch an jeder anderen Stelle zwischen den Zinken 92 angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann der Schraubenschlüssel 90 eine Vielzahl von drei oder mehr Ausnehmungen 94 aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die bogenförmige Strecke zwischen den gegenüberliegenden Anschlägen 91, 93 der Ausnehmung 94 dazu vorgesehen, die Drehbewegung des Schraubenschlüssels 90 zu begrenzen, wenn der Schraubenschlüssel 90 zur Drehung der Mutter 11 genutzt wird, um die gewünschte Vorspannung oder das Achsspiel einzustellen. Dieser Aspekt der Erfindung wird über die Beschreibung des Verfahrens anhand der 6A, 6B und 6C deutlicher.
In diesem Beispiel ist die Größe der Ausnehmung 94 in dem Schraubenschlüssel 90 durch die Länge der bogenförmigen Wegstrecke zwischen den Anschlägen 91, 93 der Ausnehmung 94 vorgegeben, wodurch die Drehbewegung des Schraubenschlüssels 90 über den Schwenkbereich α vorbestimmt ist. (Wie später noch beschrieben wird, kann der Schwenkbereich α über die gewünschte Vorspannung oder das Achsspiel und dem Abstand der Gewindezüge auf der Spindel 14 bestimmt werden.) Wie in 6A gezeigt, kann der Schraubenschlüssel 90 die Mutter 11 erfassen. Hierbei erfassen die Zinken 92 die gegenüberliegenden Flächen der Mutter 11 und die Ausnehmung 94 nimmt eine der Säulen 74 des Gehäuses 42 auf. Wie in der 6B dargestellt, werden der Schraubenschlüssel 90 und die Mutter 11 gemeinsam über den Griff 89 bewegt. Die Nabe 12 wird entsprechend des Pfeils 96 vorsichtig im Uhrzeigersinn gedreht bis ein Stoppers 91 der Ausnehmung 94 mit einer Säule 74 in Kontakt kommt. Durch die Berührung des Stoppers 91 der Ausnehmung 94 mit der Säule 74 wird die Ausgangsposition für die winkelabhängige Justierung der Mutter 11 festgelegt.
Wie die 6C zeigt, ist die Nabe 12 bezüglich einer Drehbewegung fixiert und der Schraubenschlüssel 90 wird entsprechend dem Pfeil 98 in eine dem Uhrzeigersinn entgegen gesetzte Rotation versetzt. Dadurch kommt der gegenüberliegende Anschlag 93 der Ausnehmung 94 in Kontakt mit der Säule 74 und hierdurch ist die Drehbewegung der Mutter 11 auf die vorgesehene Länge zwischen den Anschlägen 91, 93 der Ausnehmung 94 begrenzt. Da die Radnabe 12 üblicherweise sehr viel massiver ist als der Schraubenschlüssel 90 und die Mutter 11, kann die Nabe 12 einfach per Hand oder über andere Mittel arretiert werden, während der Schraubenschlüssel 90 und die Mutter 111 in eine Drehung versetzt wird. Des Weiteren kann es für den Mechaniker aufgrund der Massenträgheit der Nabe 12 nicht notwendig sein, die Nabe 12 während des Drehens des Schraubenschlüssels 90 und der Mutter 11 zu blockieren. Hierbei ist sichergestellt, daß die Drehbewegung des Schraubenschlüssels gestoppt wird, wenn der Anschlag 93 mit der Säule 74 in Kontakt kommt.
Für den Fachmann ist offenkundig, daß die gewünschte Winkeldrehung α der Mutter 11 nicht der bogenförmigen Länge zwischen den Anschlägen 91 und 93 der Ausnehmung 94 entspricht, aber aufgrund des Durchmessers der Säulen 74 entspricht die gewünschte Winkelrotation α der gebogenen Länge zwischen den Zentren der Säulen 74 vor und nach der Drehbewegung.
Im Folgenden wird ein Verwendungsbeispiel für das beschriebene Verfahren und die entsprechende Vorrichtung nach den 6A, 6B und 6C angegeben. Bei diesem Beispiel wird eine Radnabenanordnung 10 angenommen, die so justiert ist, daß ein Andruck des Lagers 18 mit beispielsweise 0.1016 mm (0.004 inches) eingestellt ist und die Lager 16 und 18 mit einer Vorspannung bei Erreichen des Last-Richtwerts belastet sind. Es wird weiterhin angenommen, daß das gewünschte Spiel der Lager 16 und 18 0,001 inch, entsprechend 0,254 mm, und das Gewinde der Mutter 11 und der Achse 14 eine Steigung von zwölf Gewindegängen pro inch (dieses entspricht 1/12 inch pro Umdrehung) aufweisen, was eine übliche Steigung für Lkw-Achsen ist. Die insgesamt erforderliche Verschiebung der Mutter 11 zum Überwinden des Vorspannungsdrucks und um das erforderliche Spiel zu erreichen, ist 0,004 + 0,001 = 0,005 inches, entsprechend 0,1016 + 0,0254 = 0,0127 mm. Für ein Gewinde mit zwölf Steigungen ist die erforderliche Umdrehung der Mutter 11 (0,005 inches, entsprechend 0,127 mm)/(1/12 inches pro Umdrehung) = 0,060 Umdrehungen der Mutter 11, um das erforderliche Spiel zu erhalten, was (0,060 Umdrehungen) × (360° pro Umdrehung) = 21,6° entspricht. Für eine typische Steigung eines Achsgewindes von zwölf Gängen pro inch, einer Genauigkeit von 0,001 inch, entsprechend 0,0254 mm, entspricht dies mehr als 4° pro Umdrehung der Mutter 11 oder des Schraubenschlüssels 90 und dieses entspricht einer Abweichung von mehr als 1/8 eines inch an dem radialen Abstand, an dem die Säule 74 angeordnet ist. Aus diesem Grund kann durch Herstellen der Ausnehmung 94 des Schlüssels 90, wobei ein Winkel α zum Beispiel 21,6° beträgt, der Schlüssel 90 in dem oben beschriebenen Verfahren benutzt werden, um ein vorgegebenes Spiel von 0,001 inch, entsprechend 0,0254 mm in diesem Beispiel zu erreichen. Andere Beispiele für die Verwendung eines Schlüssels sind für einen Fachmann offenkundig.
7 zeigt eine vergrößerte Darstellung, teilweise geschnitten, einer weiteren Anordnung 110 nach einem anderen Aspekt der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel stellt ein Fluiddruck in dem Mittel 44 die Drucklast auf das Lager 18 bereit. In diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle der durch Vorschub einer Mutter, wie beispielsweise die Mutter 48 in 3, die Druckkraft durch die Mutter 48 ergänzt oder ersetzt durch den Fluiddruck, welcher auf das Mittel 44 ausgeübt wird, zum Beispiel der Fluiddruck, welcher auf die Kavität 56 im Gehäuse 42 mit dem Kolben 54 ausgeübt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Fluiddruck durch eine Zuleitung oder einen Schlauch 200 bereitgestellt. Der Schlauch 200 kann das Fluid, zum Beispiel Hydraulikflüssigkeit, von einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe, zuführen. Der Fluiddruck, welcher von dem Schlauch 200 geliefert wird, kann zwischen 500 psig (entsprechend 3 447 372 Pascal) und 3000 psig (entsprechend 20 684 234 Pascal) variieren. Nach einer Variante ist der Fluiddruck aus dem Schlauch 200 die einzige Quelle für die Druckkraft auf das Lager. In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Achse 40 gemäß 3 ersetzt durch die Achse 140. Ähnlich der Achse 40 geht die Achse 140 in Kontakt mit der Achse 14, wie im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen dieser Erfindung beschrieben. Wie auch immer, im Gegensatz zur Achse 40 weist die Achse 140 einen Knauf 145 auf, welcher das Mittel 54 beispielsweise über ein Wälzlager zurückhält. Knauf 145 kann gerändelt sein oder ein Handrad aufweisen oder einen oder mehrere Arme 50 ähnlich der Mutter 48 aufweisen.
Das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eingesetzt werden, um die Drucklast auf das Lager 18 automatisch zu regeln, zum Beispiel durch Regeln des Druckes in dem Mittel 44 durch den Schlauch 200. Nach einem Aspekt kann die Erfindung einen automatischen Regler, zum Beispiel einen PID-Regler, Personal Computer oder PLC-Regler aufweisen, der zum Regulieren des Drucks in dem Schlauch 200 eingerichtet ist. Zum Beispiel kann eine vorbestimmte Vorspannung oder ein vorbestimmtes Spiel und die Parameter des zu belastenden Lagers in den Regler eingegeben werden und nach Montieren der Welle 140, des Gehäuses 42 und des Mittels 44 an die Nabe 12 lässt der Regler den Fluiddruck automatisch ansteigen, um die erforderliche Vorspannung einzustellen oder die bestehende Vorspannung zu verifizieren. Das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel ist unter anderem für Produktionslinien geeignet.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das durch den Schlauch 200 zugeführte Fluid durch eine druckerhöhende Einrichtung, beispielsweise einen Druckübersetzer, also einer Einrichtung, welche einen Druck auf einen höheren Druck konvertiert, bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der Druckübersetzer mit einer Druckversorgung von zum Beispiel 1000 psig (entsprechend 6 894 744 Pascal) (zum Beispiel Werkstattluft) aufnehmen und auf zum Beispiel 2000 psig (entsprechend 13 789 489 Pascal) Druck einer Hydraulikflüssigkeit erhöhen, welche dann an den Schlauch 200 übergeben wird. Andere Quellen für Hochdruckflüssigkeit sind im Rahmen der Erfindung ebenfalls verwendbar.
Es versteht sich, daß durch Verändern des Winkels α, der für unterschiedliche Lager gewünscht ist, unterschiedliche Spindelsteigungen und unterschiedliches Spiel und unterschiedliche Vorspannung neben anderen Dingen viele unterschiedliche Schlüssel 90 mit einer Ausnehmung 94 unterschiedlicher Breite eingesetzt werden können. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können eine Vielzahl von Ausnehmungen 94 mit unterschiedlicher Breite oder unterschiedlichem Winkel α in dem Schlüssel 90 benutzt werden. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Ausnehmung 94 im Schlüssel 90 durch den Bediener eingestellt werden, zum Beispiel die Position wenigstens eines der beiden Stopper 91, 93 der Ausnehmung 94 können verändert werden um eine Veränderung des Winkels α bereitzustellen. In einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel ist die Breite zwischen Zinken 92 des Schlüssels 90 variabel um eine Verwendung des Schlüssels auf Muttern unterschiedlichen Durchmessers zu ermöglichen. Nach den Ausführungsbeispielen der Erfindung kann ein justierbarer Schlüssel verwendet werden, der für vorbestimmte Vorspannung und/oder Spielwerte für eine bestimmte Achse oder Nabenkonstruktion kalibriert werden kann.
Ausführungsbeispiele dieser Erfindung können auch eingesetzt werden, um die Vorspannung oder das Spiel an existierenden Lager oder Lageranordnungen zu ermitteln. Zum Beispiel kann eine existierende Lkw-Nabenanordnung auf seine existierende Vorspannung untersucht und mit der erforderlichen Vorspannung verglichen werden und, falls erforderlich, entsprechend eingestellt werden. Zunächst wird der Lkw aufgebockt, falls erforderlich. (Falls erforderlich kann es der Nabe auch zunächst ermöglicht werden, abzukühlen). Die Vorspanneinrichtung 20 wird dann an die Nabe 12 und die Achse 14 (wie in 4 gezeigt) montiert und das Mittel 44 betätigt, um Spannung auf die Achse 14 und Druck auf die Nabe 12 auszuüben. (Räder werden ggf. abmontiert.) Das Mittel 44 kann geregelt werden, um zum Beispiel den Fluiddruck zu variieren, um graduell die Vorspannung am Lager 18 zu erhöhen. Während die Last erhöht wird, kann ein Mechaniker schnell die Last oder die „Straffheit" der Mutter 11 ermitteln. Wenn die Mutter 11 sich zu lösen beginnt, wurde die existierende Vorspannung an dem Lager 18 erreicht oder überschritten. Ein Vergleich der aktuellen Vorspannung wie durch das Mittel 44, beispielsweise durch den Flüssigkeitsdruck angezeigt, mit der erforderlichen Vorspannung kann angestellt werden. Jedes Nachstellen der Vorspannung, sowohl höher als auch niedriger, kann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Während nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, nach dem das Innenlager 18 durch die Nabe 12 belastet wird, einen nützlichen Hinweis auf die vorhandene Vorspannung in den Lagern 16 und 18, beispielsweise durch Annahme einer vorgegebenen Verteilung der Last zwischen den Lagern 16 und 18 und entsprechender Verteilung der an dem Lager 18 gemessenen Vorspannung liefern kann, liefert ein anderer Aspekt der Erfindung einen akkurateren Hinweis auf die Vorspannung an den Lagern 16 und 18. Zum Beispiel das Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Verbindung mit 5 dargestellt und oben beschrieben ist und das Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Verbindung mit 8 bis 19 dargestellt und weiter unten beschrieben wird, in dem die Last auf das Lager 16 und 18 durch das Lager 16 übertragen wird.
8 ist eine perspektivische Darstellung einer Radnabenanordnung 201 mit einer Lagervorspanneinrichtung 202 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie noch ausführlicher weiter unten beschrieben wird, führt die Vorspanneinrichtung 202 im Gegensatz zu der oben anhand der 1 bis 5 beschriebenen Vorspanneinrichtung eine Last auf das Außenlager 16 anstelle auf die Nabe 12 ein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kontakt auf den Innenring des Außenlagers 16 durch eine speziell gestaltete Achsnut oder einer Achsnuteinrichtung bereitgestellt. Im Gegensatz zu Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, erlauben Ausführungsbeispiele der Erfindung Mechanikern eine Vorspannung auf das Außenlager 16 aufzubringen oder zu bestätigen.
9 ist eine vergrößerte Darstellung der Nabenanordnung 201, wie sie in 8 gezeigt ist, und 10 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Darstellung der Anordnung gemäß 8. 11 ist eine detaillierte Darstellung der Mittel zum Bereitstellen der Vorspannungen, wie sie in 10 gezeigt sind und mit 11 bezeichnet ist. Die 8 bis 11 sind Darstellungen ähnlich den Darstellungen in 1 bis 3 und weisen viele der in 1 bis 3 gezeigten Strukturen auf, die mit denselben Bezugszeichen beziffert sind, wie sie in 1 bis 3 verwendet wurden. Diese Strukturen haben typischerweise dieselben Strukturen mit den gleichen Eigenschaften, wie die oben anhand der 1 bis 5 beschriebenen. Zum Beispiel weist die Nabenanordnung 201 gemäß den 8 bis 11 eine Nabe 12, eine mit einem Gewinde versehene Welle, eine Achse oder „Spindel" 14, ein äußeres Wälzlager 16 und ein inneres Wälzlager 18 auf. Wie in 10 gezeigt, weist das äußere Lager 16 einen Innenring (oder Konus) 15 und einen Außenring (oder Tasse) 17 und das Innenlager 18 einen Innenring (oder Konus) 19 und einen Außenring (oder Tasse) 21 auf.
Wie ebenfalls in den 8 bis 11 gezeigt, weist die Nabenanordnung 201 eine Vorspanneinrichtung 202 auf, welche, ähnlich der Vorspanneinrichtung 20 gemäß den 1 bis 5, eine Stange oder Welle 40 aufweist, welche an die Spindel 14 mittels eines Kragens 46 montiert ist, und ein Mittel 244 zum Aufbringen einer Drucklast auf das Lager 16 auf. Noch einmal, ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 5, weist das Mittel 244 der Vorspanneinrichtung 202 gemäß 8 bis 11 eine Mutter 48 auf, welche mit der Welle 40 verschraubt ist. Die Mutter 48 kann Arme 50 oder ein Handrad aufweisen, um den Bediener beim Drehen der Mutter 48 zu unterstützen. Das Mittel 244 der Vorspanneinrichtung 202, ähnlich dem oben anhand der 1 bis 5 beschriebenen Mittel 44 übt eine Drucklast auf das Lager 16 aus oder Mittel 44 können jede Mittel sein, welche dazu geeignet sind, eine Drucklast auf den Innenring 15 des Lagers 16 zu übertragen, welche durch die Mutter 248 bereitgestellt wird. Nach einem Ausführungsbeispiel stellt das Mittel 244 ein Mittel zum Überwachen der übertragenen Drucklast bereit, welches zum Beispiel eine Art von direkter oder indirekter Indikation für die Last ist, welche auf den Innenring 15 übertragen wird, wie oben im Zusammenhang mit dem Mittel 44, zum Beispiel durch eine Druckfeder, elektronisch oder durch Fluiddrucksensoren, wie beispielsweise dem Druckanzeiger 60.
Gemäß dem in 8 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drucklast der Mutter 248 und/oder des Mittels 244 auf das Lager 16 übertragen und auf das Lager 18 durch einen Lastadapter 210. Nach einem Ausführungsbeispiel arbeitet der Lastadapter 210 in Verbindung mit einer modifizierten Achsnut 220, um eine Last auf den Innenring 15 des Außenlagers 16 zu übertragen. Wie oben zum Beispiel in Verbindung mit 4 und 5 beschrieben, sind herkömmliche Achsmuttern, wie zum Beispiel die Achsmutter 11 gemäß 5 im Durchmesser größer als der Innenring 15 des Lagers 16, wobei kein direkter physischer Kontakt mit dem Innenring 15 hergestellt werden kann, um zum Beispiel Last zu übertragen. Unter einigen Bedingungen, wie zum Beispiel in 5 gezeigt, kann die Achsmutter 11 im Durchmesser kleiner sein als der Innenring 15, wobei der Innenring 15 direkt zum Beispiel durch das Gehäuse 142 beaufschlagt werden kann, um die Last zu übertragen. In dem in 8 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht eine speziell designte Achsmutter 220 mit einer Ausnehmung, welche gegenüber der Oberfläche des Innenrings 15 hervorsteht, Kontakt durch zum Beispiel den Lastadapter 210. Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung überträgt der Lastadapter 210 die Drucklast von der Mutter 48 und/oder dem Mittel 244 auf den Innenring der Lagers 16 und damit auf das Lager 18. Nach einem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Innenring 15 hervorsteht, kann in Lastadapter 210 mit einer konventionellen Achsmutter, beispielsweise eine Achsmutter 11 gemäß 3 verwendet werden. Wie auch immer, wenn der Innenring 15 durch eine herkömmliche Achsmutter verdeckt wäre, ist eine modifizierte Achsmutter 220 gemäß Ausführungsbeispiel der Erfindung zu verwenden.
Im Gegensatz zu anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung, zum Beispiel den in 4 und 5 gezeigten, bietet das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den 8 bis 11 eine genauere und reproduzierbare Indikation für eine existierende oder gewünschte Vorspannung auf die Lager 16 und 18. Zum Beispiel dadurch, daß die zum Beispiel durch das Mittel 244 aufgebrachte Last auf das Lager 16 und von dem Lager 16 auf das Lager 18 aufgebracht ist, ist die durch das Mittel 244 überwachte und angezeigte Last ein akkuraterer Indikator der verbundenen Vorspannung der Lager 16 und 18. Beispielsweise braucht keine Relation der Last auf die Lager als Maß für die relative Vorspannung der Lager 16 und 18 angenommen zu werden. 12 ist eine perspektivische Darstellung eines Lastadapters 210, wie er in 11 gezeigt ist. 13 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Lastadapters 210 gemäß 12 und 14 eine Draufsicht auf den Lastadapter 210 gemäß 12. Wie gezeigt, weist der Adapter 210 eine Platte 211 und wenigstens zwei Ausleger, Fänger oder Arme 212, 213 an der Platte 211 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Arme 212 und 213 dazu vorgesehen, die auf die Platte 211 beispielsweise durch Druck auf die Mutter 48 ausgeübte Last auf das Lager 16 zu übertragen. Wie in den 12 und 3 gezeigt, weist die Platte typischerweise ein Durchgangsloch oder eine Bohrung 214 auf, welche dafür vorgesehen ist, die Achse 40 wie in 11 aufzunehmen. Die Platte 211 kann auch eine vorstehende Nocke 215 aufweisen, welche dafür vorgesehen ist, das Mittel 244 zu berühren, beispielsweise angepasst, um den Kolben 54 oder das Lager 64 zu berühren (vgl. 4). Nach einem Ausführungsbeispiel sind die Arme 212 und 213 beweglich oder verschieblich, um einen Zusammenbau des Adapters 210 in Verbindung mit dem Lager 16 zu erleichtern. Zum Beispiel können die Arme 212 und 213 jede Nahtstelle mit der Platte 211 aufweisen oder Modifikationen der Arme 212 und 213, welche den Armen 212 und 213 ein Ablenken ermögliche, um eine Interferenz mit der Mutter 11 oder der Mutter 212 zu vermeiden. Wie in den 12 bis 14 als ein Ausführungsbeispiel gezeigt, können die Arme 212 und 213 gelenkig mit der Platte 211 verbunden sein. Die Platte 211 kann ein Paar von Augen oder Vorsprünge 216 mit Durchgangslöchern 217 aufweisen und die Arme 212 und 213 können Ausnehmungen 218 aufweisen, die dazu geeignet sind, die Vorsprünge 216 aufzunehmen und die Arme 212 und 213 können ebenfalls Durchgangsbohrungen 219 aufweisen. Stifte 222 können in den Löchern 219 in den Armen 212, 213 vorgesehen sein, welche mit den Löchern 217 in den Vorsprüngen 216 in Verbindung stehen, wobei die Arme 212, 213 um die Stifte 222 schwenkbar sind, wie durch den Doppelpfeil 224 in 13 angedeutet.
Die Arme oder Ausleger 212, 213 können Vorsprünge 225 bzw. 226 aufweisen, zum Beispiel bogenförmige Vorsprünge, welche dafür vorgesehen sind, mit der bogenförmigen Form des Innenrings des Lagers 16 zu korrespondieren. Die bogenförmigen Vorsprünge 225, 226 können mit einem Radius versehen sein, um dieselbe Krümmung, wie der Innenring 15 aufzuweisen, beispielsweise einen Radius zwischen 1¼ inches, entsprechend 31,75 mm und etwa 3 inches, entsprechend 76,2 mm aufzuweisen. Die Vorsprünge 225, 226 können Schultern 227 bzw. 228 aufweisen, um eine Verbindung mit dem Innenring 15 zu unterstützen. Da die Stifte 222 (welche die Last von der Platte 221 auf die Arme 212, 213 übertragen) an einem größeren radialen Abstand von dem Zentrum der Welle 14 als der radiale Abstand des Kontaktpunktes an dem Innenring 15 (siehe 11) angeordnet sein können, sind nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schultern 227, 228 so ausgestaltet, daß ein Kontakt der Vorsprünge 225, 226 mit der Mutter 220 minimiert oder verhindert ist. Diese Ausführungsform der Erfindung stellt sicher, daß die durch das Mittel 244 aufgebrachte Drucklast auf den Innenring 15 übertragen wird und nicht von der Mutter 220 getragen wird. Minimieren oder Verhindern des Kontakts zwischen den Armen 212, 213 und der Mutter 220 ermöglicht es der Mutter 220 ebenso, frei ohne Kontakt mit den Armen 212 und 213 zu rotieren.
Obwohl nur zwei Arme 212, 213 in den 12 bis 14 dargestellt sind, können nach einem Ausführungsbeispiel auch zwei oder mehr Arme 212, 213 an der Platte 211 befestigt sein. Zum Beispiel können drei oder mehr Arme 212, 213 vorgesehen sein, zum Beispiel äquidistant am Umfang der Platte 211 verteilt. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Platte 211 eine runde Platte sein mit zwei oder mehr Armen 212, 213. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Arme 212, 213 federvorbelastete Halterungen an der Platte 211 aufweisen, wobei die Arme 212, 213 in Richtung auf eine Position vorgespannt sind, wo sie Kontakt zum Innenring 15 haben. Der Adapter 210 und seine Komponenten können von jedem konventionellen Baumetall, wie beispielsweise Eisen, Stahl, rostfreiem Stahl, Aluminium, Titan, Nickel, Magnesium, Messing oder Bronze oder anderen sein.
15 ist eine perspektivische Darstellung einer Achsmutter 220 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 16 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise geschnitten, der Axialmutter 220 gemäß 15. Wie in den 15 und 16 gezeigt, weist die Mutter 220 einen umlaufenden Körper 240 mit einer ersten Stirnseite 241 und einer zweiten Stirnseite 242 und einer Längsachse 246 auf. Der umlaufende Körper 240 kann ein umlaufender zylindrischer Körper oder ein unrunder zylindrischer Körper, wie zum Beispiel ein polygonaler zylindrischer Körper sowie ein Körper mit einem dreieckigen, quadratischen, pentagonalen, hexagonalen oder oktagonalen Querschnitt neben anderen Querschnitten sein. Diese haben eine Mehrzahl von flachen Bereichen, nachfolgend als „Ebenen" bezeichnet.
Die zweite Stirnseite 242 weist eine Fläche 248 auf, welche dafür vorgesehen ist, mit der Fläche des inneren Rings 15 (siehe 11) in Kontakt zu kommen. Der Körper 240 weist ein Gewindedurchgangsloch oder -bohrung 250 auf, welche im Wesentlichen entlang der Längsachse 246 des Körpers 240 gerichtet ist. Das Gewinde der Durchgangsbohrung 250 kann jedes bekannte UN, UNC, UNF, UNJ, Acme oder anderes konventionelles Gewinde umfassen. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die Mutter 220 für eine konventionelle Lkw-Achse eingesetzt wird, hat die Gewindedurchgangsbohrung 250 zwölf bis achtzehn Gänge pro inch UN-Gewinde.
Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die zweite Stirnseite 242 des Körpers 240 wenigstens eine Ausnehmung 252 in der Fläche 248 auf. Wie oben beschrieben steht die Ausnehmung 252 in der Fläche 248 wenigstens ein Stück gegenüber der Kontaktfläche, gegen welche die Mutter 220 sich abstützt, vor, wobei eine Drucklast aufgebracht werden kann, zum Beispiel zum Aufbringen einer Drucklast auf die Fläche des inneren Rings 15 des Lagers 16 (vergleiche 11). Wie oben beschrieben, ermöglicht das Vorstehen dieser Fläche des inneren Rings 15 einem Mechaniker, eine Vorspannung an dem Lager 16 aufzubringen und/oder zu verifizieren, zum Beispiel, zum Verifizieren einer bevorzugten „3 Tausendstel" Vorspannung wie oben beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 15 und 16 ist die Ausnehmung 252 als ein einzelner ringförmiger oder bogenförmiger Rücksprung gezeigt, wobei die vorstehende Nocke 254 an der zweiten Stirnfläche 242 vorgesehen ist. Wie auch immer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist wenigstens eine Ausnehmung 242 eine oder mehrere Höhlen in der Oberfläche 248 auf, beispielsweise eine oder mehrere Höhlen gleichmäßig verteilt am Umfang der zweiten Stirnseite 242. Beispielsweise bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Ausnehmung 252 eine Mehrzahl von bogenförmigen Rücksprüngen gleichmäßig am Umfang der zweiten Stirnseite verteilt auf und ist dafür vorgesehen, über die Fläche der Kontaktfläche vorzustehen, beispielsweise wobei zwei oder mehr Vorsprünge am Adapter 210, beispielsweise die Arme 212, 213 in 12 mit der Kontaktfläche, beispielsweise der Kontaktfläche des Lagers 16 in Kontakt kommen. Wie in 16 gezeigt, weist der Durchmesser der Nocke 254 oder der Innendurchmesser der Mehrzahl von Ausnehmungen in der zweiten Stirnseite 242 einen Durchmesser 255 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Durchmesser 255 so bemessen, daß er eine ausreichende Abstützung für den Innenring 15 bietet, während er wenigstens eine gewisse Exponierung gegenüber der Oberfläche des Ringes 15 aufweist, wobei eine Lasteinrichtung, zum Beispiel der Adapter 210, in Kontakt mit dem Innenring 15 kommt. Zum Beispiel kann der Durchmesser 255 mindestens so groß sein, wie der kleinste „Stützdurchmesser", wie er von den Herstellern von Lagern 16 empfohlen wird.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, ist die erste Stirnseite 241 des Körpers 240 dafür vorgesehen, eine Mutternfeststelleinrichtung, beispielsweise eine Mutternfeststelleinrichtung, wie sie in der ebenfalls noch anhängigen Anmeldung desselben Erfinders DE 10 2006 011 122.2 mit dem Titel „Wellenmutter", angemeldet am 8. März 2006, offenbart ist. Zum Beispiel kann die ersten Stirnseite 241 des Körpers 240 eine Konterbohrung 256 mit einer Vielzahl von inneren Vorsprüngen 258 und einer umlaufenden Nut 260 aufweisen. Die internen Vorsprünge 258 können Gewindezähne sein, die dafür geeignet sind, mit der Sicherungseinrichtung (nicht dargestellt) zusammenzuwirken, und die umlaufende Nut 260 ist dafür vorgesehen, einen Halter der Sicherungseinrichtung (nicht dargestellt) aufzunehmen, wie dieses in der noch anhängigen DE 10 2006 011 122.2 beschrieben ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung können auch keine Konterbohrungen 256 oder die umlaufende Nut 216 in der ersten Stirnseite vorgesehen sein, wobei die erste Stirnseite nur eine flache Oberfläche aufweist, welche durch die Gewindedurchgangsbohrung 250 unterbrochen ist.
Der Körper 240 kann auch dafür vorgesehen sein, ein Werkzeug aufzunehmen, beispielsweise einen Schweizer Schraubenschlüssel, einen Ringschlüssel, oder eine Buchse neben anderen Werkzeugen, wobei der Körper 240 wie gewünscht verdreht wird. Nach einem Ausführungsbeispiel wie in den 15 und 16 gezeigt, weist der Körper 240 eine äußere Oberfläche 262 mit wenigstens einer Ebene 264 auf. Typischerweise sind aber eine Mehrzahl von Ebenen 264 vorgesehen, welche dafür geeignet sein, das Werkzeug aufzunehmen, wie beispielsweise einen Schlüssel oder eine Buchse. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Körper 240 wenigstens eine Ausnehmung, ein Loch oder einen Schlitz auf, der dafür vorgesehen ist, ein ringschlüsselartiges Werkzeug aufzunehmen. Zum Beispiel kann nach einem Ausführungsbeispiel die äußere Oberfläche 242 ein Loch oder einen Schlitz (nicht gezeigt) aufweisen, der dazu geeignet ist, einen Ringschlüssel aufzunehmen. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist jede Fläche des Körpers 240 Ausnehmungen, Löcher oder Schlitze auf, die dazu geeignet sind, einen ringschlüsselartigen Schlüssel aufzunehmen. Zum Beispiel kann die Oberfläche der Stirnseite 241 eine Mehrzahl von äquidistant angeordneten Löchern aufweisen oder die Oberfläche der Konterbohrung 256 weist eine Mehrzahl äquidistanter Bohrungen auf. Andere Adaptionen des Körpers 240 erleichtern die Aufnahme durch ein Werkzeug für das Verdrehen der Mutter 220 ebenfalls. Sie sind für einen Fachmann ersichtlich.
Die Mutter oder die Befestigung 220 kann aus jedem einzelnen oder mehreren der Baumetalle wie oben beschrieben hergestellt sein, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl oder rostfreiem Stahl. Die Mutter 220 kann durch Zerspanen aus einem Rohling oder einer Platte hergestellt sein, durch Schmieden oder Gießen und anschließendem Fertigbearbeiten oder durch konventionelle pulvermetallurgische Techniken hergestellt sein. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die Mutter 220 durch Pulvermetallurgie hergestellt ist, ist FC 0208 oder ein Äquivalent als Material bevorzugt. Die Mutter 220 kann weiterhin oberflächengehärtet sein, beispielsweise durch Induktionshärten, Karbonisieren, Nitrieren oder andere Oberflächenhärtemethoden. Nach einem Aspekt ist die vorstehende Fläche an der Stirnseite 241 der Mutter 280 gehärtet, beispielsweise durch Induktionshärten.
Eine der Verfahren zum Aufbringen einer Vorspannung an ein Achslager und Minimieren der Gefahr eines Lösens der Vorspannung ist, eine Mutternanordnung vorzusehen, welche eine erste Lasteinstellmutter, einen Federring, welcher die Lastjustiermutter am sich lösen hindert, und eine zweite Kontermutter, welche sich gegen den Federring abstützt, um den Federring in seiner Lage zu sichern. Eine solche Anordnung kann in den meisten konventionellen, original ausgerüsteten Lkw- oder Anhängerachsen vorgefunden werden. Wie auch immer, bei den Anordnungen bei dem Stand der Technik ist die erste Lasteinstellmutter typischerweise wenigstens in ihrem Durchmesser größer als der innere Ring des Lagers, mit welchem sie zusammenwirkt. Aus diesem Grund ist der Innenring üblicherweise nicht für eine Lagervorspannung- oder Verifikationseinrichtung zugänglich, wie zum Beispiel nach den Ausführungsbeispielen dieser Erfindung, wenn eine solche Mutternanordnung nach dem Stand der Technik eingesetzt wird. Wie auch immer, das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den 17 bis 19 richtet sich an die Einschränkungen der Lagervorspanneinrichtungen nach dem Stand der Technik durch, neben anderen Dingen, Ermöglichen eines Zugangs an den inneren Lagerring für eine Last und/oder Vorspannungsverifikation, wenn eine Muttern-Federring-Kontermutternanordnung vorgesehen ist.
17 zeigt einen weiteren Aspekt der Erfindung zum Aufbringen oder Verifizieren einer Last oder einer Vorspannung an einem Lager. 17 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Einrichtung 300 zum Aufbringen oder Verifizieren einer Last oder einer Vorspannung an einem Lager gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Erfindung. 17 ist eine ähnliche Ansicht zu 11 und weist viele der Strukturen auf, welche ähnliche, wenn nicht gar identische Funktionen mit den Strukturen aus 11 aufweisen. Diese ähnlichen Strukturen sind in 17 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in 11. Einige dieser gemeinsamen Strukturen gemäß 17 sind die Radnabe 12, die Achse 14 (in 17 im Querschnitt gezeigt), das innere Lager 16 mit dem Innenring 15, das Mittel 244 mit der Achse 40, die Kupplung 46, die Mutter 48, die Anzeige 60 und der Adapter 210. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Einrichtung 300 eine Mutter oder eine Befestigungseinrichtung 270 auf, welche alternativ zu der Mutter 220 gemäß 11 ist. Die Befestigungseinrichtung 270 weist einen ersten inneren Gewindering 272, einen zweiten 274 und einen dritten Gewindering 276 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung verfügt die Befestigungseinrichtung 270 über ein Mittel zum Sichern einer Vorspannung, welche in dem Lager 16 gehalten wird, während sie das Entweichen dieser Vorspannung, beispielsweise während des normalen Betriebs des Fahrzeuges minimiert oder verhindert. Zusätzlich ermöglicht die Anordnung 270 einen Zugriff auf den Innenring 15, wobei die Vorspanneinrichtung, wie etwa der Adapter 210 Zugang zu der Fläche des Innenrings 15 erhält, um eine gewünschte Last oder Vorspannung an dem Innenring 15 vorzusehen. Zum Beispiel zeigt eine genaue Betrachtung der 17 mit der installierten Mutteranordnung 270 wie die Oberfläche des Innenrings 15 mit den Armen 212 des Adapters 210 in Kontakt treten kann. 18 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise geschnitten, der Mutternanordnung 270 gemäß 17. 19 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Elemente der Mutternanordnung 270 gemäß 17 und 18. Wie in den 18 und 19 gezeigt, weist die Mutternanordnung 270 einen ersten Gewindering oder Mutter 272, einen zweiten Ring 274 und einen dritten Gewindering oder Mutter 276 auf. Wie mit Rücksicht auf den Durchmesser 255 der Mutter 220 in 17 erkennbar, ist der Außendurchmesser des Rings oder Mutter 272 so bemessen, daß eine ausreichende Abstützung für den Innenring 15 gegeben ist, während wenigstens eine gewisse Aufnahme für die Fläche des Ringes 15 gegeben ist, wobei die Vorspanneinrichtung, beispielsweise der Adapter 210, in Kontrakt mit dem Innenring 15 tritt. Zum Beispiel ist der Außendurchmesser des Rings oder der Mutter 272 wenigstens so groß wie der kleinste „Tragdurchmesser", wie er von Herstellern von Lagern 15 empfohlen wird.
Der Ring oder die Mutter 272 weist ein Innengewinde 273 auf, welche auf die Achse 14 aufgeschraubt werden kann und mit dem inneren Lagerring 15 zusammenwirkt (vgl. 17). Der Ring oder die Mutter 272 weist eine äußere Oberfläche 278 auf, welche ein Werkzeug, beispielsweise einen Schweizer Schlüssel, einen Ringschlüssel oder ein ähnliches Werkzeug aufnehmen kann. Zum Beispiel kann, wie in den 18 und 19 gezeigt, die äußere Oberfläche 278 des Rings oder Mutter 272 eine oder mehrere Nuten 279 aufweisen, welche mit einem ringschlüsselartigen Schlüssel zusammenwirken können. Die Nuten 279 können auch Schlitze, Nasen, Löcher oder andere Einkerbungen der Oberfläche 278 sein. Anstelle von oder zusätzlich zu den Nuten 279 kann die äußere Oberfläche 278 des Rings 272 Vorsprünge, wie zum Beispiel eine oder mehrere Speichen aufweisen, welche mit einem Werkzeug oder einer Maschine zusammenwirken können. Weiterhin weist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Ring oder Mutter 272 einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Innenrings 15. Hierdurch ist wenigstens ein Bereich der längsgerichteten Oberfläche des Rings 15 für den Kontakt mit beispielsweise dem Adapter 210 zugänglich (siehe wiederum 17). Der Ring oder Mutter 272 weist weiterhin Mittel zur Aufnahme des Rings 274 zum Verhindern relativer Bewegung auf, insbesondere relativer Drehbewegung zwischen dem Ring 272 und dem Ring 274. Zum Beispiel kann der Ring, wie in den 18 und 19 gezeigt, eine oder mehrere Vorsprünge oder Nocken 280 aufweisen, welche zur Aufnahme eines Lochs oder einer Bohrung im Ring 274 vorgesehen sind. Die Nocken 280 können in den Ring 272 gepreßt oder schrumpfgepaßt sein oder die Nocke 280 ist einfach in den Ring 272 gestanzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Ring 272 ein Loch oder eine Ausnehmung auf, welche Vorsprünge oder Nocken im Ring 274 aufnimmt. Das Gewinde 273 kann jedes oben genannte Gewinde sein. Typischerweise sind zwölf bis achtzehn Gänge pro inch UN-Gewinde vorgesehen.
Der zweite Ring 274 ist ebenfalls dafür vorgesehen, auf die Achse 14 montiert zu werden (vgl. 17) und weist ein Mittel zur Aufnahme des Rings 272 auf, um eine relative Bewegung zwischen dem zweiten Ring 274 und dem ersten Ring 272 zu verhindern. Weiterhin weist der zweiten Ring 274 Mittel zur Aufnahme der Achse 14 auf, um eine relative Bewegung zwischen dem zweiten Ring 274 und der Achse 14, insbesondere eine Drehbewegung, zu verhindern. Zum Beispiel kann der Ring 274, wie in den 18 und 19 gezeigt, eine oder mehrere Bohrungen oder Ausnehmungen, beispielsweise Durchgangsbohrungen 282 aufweisen. Die Durchgangsbohrungen 282 sind dafür vorgesehen, einen oder mehrere Nocken oder Vorsprünge 280 im Ring 272 aufzunehmen, um die relative Drehbewegung zwischen dem Ring 274 und dem Ring 272 zu verhindern. Wiederum kann nach einem Ausführungsbeispiel der Ring 274 eine oder mehrere Nocken oder Vorsprünge aufweisen, ähnlich den Nocken 280. Diese sind dazu angepaßt, einen oder mehrere Bohrungen oder Ausnehmungen im Ring 272 aufzunehmen. Die Mittel zur Aufnahme der Achse 14 im Ring 274 können jede Art von Ausnehmungen oder Vorsprung umfassen, die zur Aufnahme der Achse 14 geeignet sind. Zum Beispiel kann der Ring 174 wie in 18 und 19 gezeigt, eine oder mehrere Vorsprünge oder schlüsselartige Strukturen aufweisen, die eine Ausnehmung in der Achse 14 aufnehmen können. Zum Beispiel kann der Ring 274 eine oder mehrere schlüsselartige Vorsprünge 284 aufweisen, die einen Schlitz oder eine Keilnut 285 der Achse 14 aufnehmen können (vgl. 17). Nach einem Ausführungsbeispiel weist die Anordnung 270 eine oder mehrere separaten, individuelle Schlüssel auf, die eine oder mehrere Keilnuten im Ring 274 aufnehmen können und eine oder mehrere Keilnuten 285 in der Achse 14.
Der Dritte Gewindering oder Mutter 276 weist ein Gewinde 277 auf, welches mit der Achse verschraubbar ist und den zweiten Ring 274 aufnimmt (siehe 17). Der Ring oder die Nut 276 weist eine äußere Oberfläche 286 auf, welche, ähnlich zum Ring 272, mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Schweizer Schlüssel, einem Ringschlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug zusammenwirken kann. Zum Beispiel kann die äußere Oberfläche 286 des Rings oder Mutter 276 wie in den 18 und 19 gezeigt, eine oder mehrere Ebenen 287 aufweisen, welche durch einen ringschlüsselartigen Schlüssel aufgenommen werden können. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Oberfläche 286 Nuten, Schlitze, Nocken, Löcher oder andere Prägungen auf, welche mit einem ringschlüsselartigen Schlüssel zusammenwirken können. Gewinde 277 können von jeder oben genannten Art von Gewinde sei. Typischerweise werden zwölf bis achtzehn Gänge pro inch eines UN-Gewindes verwendet.
Ring 272, Ring 274 und Ring 276 können aus jedem einzelnen oder mehreren der oben genannten Baumetalle, beispielsweise Kohlstoffstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt sein. Ring 272, Ring 274 und Ring 267 können durch Zerspanen aus einem Rohling oder einer Platte hergestellt sein, durch Schmieden oder Gießen und anschließendes Fertigbearbeiten oder Herstellen durch konventionelle pulvermetallurgische Techniken. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, in welchem sie pulvermetallurgisch hergestellt sind, wird ein FC 0208 oder vergleichbares Material verwendet. Ring 272, Ring 274 und Ring 276 können ebenfalls oberflächengehärtet sein, wie beispielsweise durch Induktionshärten, Karbonisieren, Nitrieren oder anderen geeigneten Methoden der Oberflächenhärtung.
Wie in 17 gezeigt, wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Mutternanordnung 270 zum Sichern des Lagers 16 auf der Achse 14 eingesetzt, während dabei ein Zugriff auf die Fläche des inneren Rings 15 des Lagers 16 möglich ist, wobei die Vorspanneinrichtung in Kontakt mit dem Innenring 15 treten kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die Anordnung 270 während einer Neuinstallation oder während einer Wartung einer existierenden Lagerung einen Zugriff auf den Innenring durch, zum Beispiel, den Lastadapter 210. In einer originalen Installation nachdem das Lager 16 an der Achse 14 und der Nabe 12 montiert ist, wird der Ring 272 mit der Achse 14 verschraubt und angezogen, beispielsweise von Hand, gegen die vorstehenden längsverlaufende Oberfläche des Innenrings 15. Anschließend wird die Vorspanneinrichtung 254 auf die Achse 14 in der oben beschriebenen Weise montiert, beispielsweise wobei die Achse 40 in Kontakt mit der Achse 14 mittels des Kragens 46 ist und der Adapter 210 mit der Achse 40 und dem Innenring 15 montiert ist und Gehäuse 52 (mit dem Kolben 54) und der Mutter 48 an der Achse 40 montiert ist. Anschließend wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Last auf den Innenring 15 aufgebracht, beispielsweise mechanisch durch Drehen der Mutter 48 und/oder hydraulisch durch Aufbringen eines Druckmittels in das Gehäuse 52. Die Last an dem Innenring 15 wird beispielsweise durch die Druckanzeige 60 überwacht bis die gewünschte Last am Innenring 15 anliegt. Nachdem die Last an dem Ring 15 anliegt, wird die Nabenanordnung 12 um die Achse 14 rotiert, um einen guten Sitz der Rollen des Lagers 16 sicherzustellen. Diese Rotation und Aufnahme sollte wiederholt durchgeführt werden, um einen guten Sitz sicherzustellen. Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Ring oder die Mutter 272 angezogen werden, wenn die gewünschte Last am Innenring 15 anliegt, beispielsweise durch Verwenden eines Ringschlüssels, welcher mit den Nuten 279 zusammenwirkt, um die gewünschte Last an dem Innenring 15 zu halten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Rollen der Lager 16 und 18 in geeigneter Weise gelagert werden durch Aufbringen einer Rollensitzlast auf den Innenring 15. Konkret eine geeignete Last zum Lagern der Rollen in den Lagern 16 und 18. Beispielsweise kann die Rollensitzlast zum Hydraulikdruck in dem Gehäuse 52 von zwischen etwa 900 psig (entsprechend 6 205 270 Pascal) und etwa 1000 psig (entsprechend 6 894 744 Pascal) korrespondieren, wie mittels der Anzeige 60 gemessen. (Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dieser Hydraulikdruck zu der Lagerlast von zwischen etwa 5000 Pfund (entsprechend 2267,96 kg) und 6000 Pfund (entsprechend 2721,55 kg), beispielsweise berechnet nach der Gleichung 1 korrespondieren). Wiederum wird die Nabe 12 ein oder mehrere Male rotiert, während die Sitzlast aufgebracht wird, um einen gute Lagerung aller Rollen sicherzustellen. Nach einer guten Lagerung der Rollen wird die aufgebrachte Last reduziert auf ein Maß, korrespondierend zur gewünschten Vorspannung der Lager, beispielsweise auf einen Wert für wenige Tausendstel inches Vorspannung.
Diese gewünschte Vorspannung liegt zwischen 50 psig (entsprechend 344 737 Pascal) und 100 psig (entsprechend 689 474 Pascal) Hydraulikdruck im Gehäuse 52 des Mittels 244. (Gemäß einer Ausführungsform korrespondiert dieser Hydraulikdruck zu einer Lagerlast von zwischen etwa 300 Pfund (entsprechend 136,1 kg) und etwa 600 Pfund (entsprechend 272,2 kg), wie beispielsweise mit der Gleichung 1 berechnet.) Sobald die gewünschte Vorspannung anliegt, werden der Ring oder die Mutter 272 angezogen, beispielsweise von Hand oder mit einem Werkzeug, um die Vorspannung zu halten.
Die Einrichtung 244 wird nun abgebaut und der Ring 272 kann auf die Welle 14 montiert werden, wobei wenigstens eine Durchgangsbohrung 282 einen oder mehrere Nocken 280 am Ring 272 aufnimmt und der Schlüssel 284 die Keilnut 285 an der Achse 14 aufnimmt. Dieser Eingriff des Rings 274 mit dem Ring 272 und der Achse 14 verhindert im Wesentlichen relative Drehbewegungen zwischen dem Ring 272 und der Achse 14, wobei die Vorspannung an dem Innenring 15 im Wesentlichen gehalten wird. Anschließend wird der Ring oder die Kontermutter 276 auf die Achse geschraubt und gegen den Ring 274 angezogen, um den Ring 274 auf der Achse zu sichern. Andere Verfahrensweisen und Verfahrensmodifikationen dieser Methode sind für einen Fachmann offenkundig.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Vorspannung an einem Lager einer existierenden Nabenanordnung verifiziert oder ermittelt, wobei das Rad montiert oder demontiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Mutternanordnung 270 auf die Achse 14 montiert, wobei eine Vorspannung an dem Innenring 15 des Lagers 16 anliegen kann oder auch nicht. Der dritte Ring 276 und der zweiten Ring 274 werden entfernt, um einen Zugriff auf den Ring 272 zu ermöglichen, wobei der Ring 272 um die Achse 14 gedreht wird, falls erforderlich. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung braucht der dritte Ring 276 und der zweite Ring 274 nicht abgenommen zu werden, wenn ein ausreichendes Spiel zwischen den Bauteilen vorhanden ist. Auch wenn eine Mutter, wie etwa die Mutter 220 gemäß 11 mit einer Sicherungseinrichtung (wie zum Beispiel die Sicherungseinrichtung gemäß der anhängigen DE 10 2006 011 122.2 ) vorhanden ist, braucht die Sicherungseinrichtung nicht entfernt zu werden, wenn ein ausreichendes Spiel zwischen den Bauteilen vorhanden ist, um ein Lösen der Mutter zu erkennen.
Die Einrichtung 244 mit der Achse 40, dem Adapter 210, dem Gehäuse 52 und der Mutter 48 wird anschließend montiert, wobei der Adapter 210 in Kontakt mit dem Innenring 15 tritt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung tritt der Innenring 15 mit dem Adapter 210 in Kontakt, da der Außendurchmesser des Rings 272 kleiner als der Außendurchmesser des Innenrings 15. Die Last an dem Innenring 15 wird anschließend stückweise erhöht, entweder mechanisch oder hydraulisch. An einem bestimmten Punkt oder alternierend mit dem Anheben der Last wird die Spannung des Rings 272 gegen den Innenring 15 kontrolliert, beispielsweise manuell, um zu ermitteln, wann die Vorspannung an dem Innenring 15 durch die mittels des Adapters 210 aufgebrachte Last entlastet ist. Wenn die Mutter oder der Ring 272 sich löst, bevor die gewünschte Vorspannung für ein spezifisches Lager erreicht ist, kann die Vorspannung auf den gewünschten Wert angehoben werden, beispielsweise wie durch die Anzeige 16 angezeigt, und anschließend der Ring 272 angezogen werden, um die gewünschte Vorspannung zu erhalten. Wenn die Vorspannung an dem Innenring 15 zufriedenstellende ist, sich also der Ring 272 nicht löst bis die gewünschte Vorspannung erreicht ist, kann der Ring 272 angezogen werden, um die gewünschte Vorspannung zu halten. Sollte die anliegende Vorspannung die gewünschte Vorspannung überschreiten, wird die durch die Einrichtung 244 aufgebrachte Last erhöht, bis der Ring oder Mutter 272 sich löst. Anschließend wird die Last auf die gewünschte Vorspannung reduziert und die Mutter oder Ring 272 wieder angezogen, um die gewünschte Vorspannung zu halten. Die Einrichtung 244 kann dann abmontiert werden und die Ringe 274 und 276 gemäß der Erfindung wieder anmontiert werden, um sicherzustellen, daß die gewünschte Vorspannung anliegt.
Wiederum unterstreicht die Erfindung, daß obwohl einige Ausführungsbeispiele der Erfindung oben beschrieben wurden mit Bezugnahme auf ihre Anwendung an Radnabenanordnungen für zum Beispiel Lkw-Radnabenanordnungen, versteht es sich, daß Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an jedem Fahrzeug, jeder Maschine oder anderen Komponenten mit wenigstens einem Lager angewendet werden können.
Während einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, können alternative Ausführungsbeispiele durch einen Fachmann aufgefunden werden, um die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben zu lösen. Dementsprechend ist es die Intension der beigefügten Patentansprüche, all diese alternativen Ausführungsbeispiele abzudecken, soweit sie in den wahren Geist und Schutzbereich der Erfindung fallen.

10: Radnabenanordnung
11: Sicherungsmutter
12: (Rad-)Nabe
13: Ende
14: Achse/Spindel
15: Innenring
16: (Außen-)Lager
17: Außenring
18: (Innen-)Lager
19: Innenring
20: Vorspanneinrichtung
21: Außenring
22: Laufrolle
24: Rollenkäfig
26: Laufrolle
28: Rollenkäfig
29: Vertiefung
30: Halteflansch
31: Vertiefung
32: Halteflansch
40: Stab
42: Rahmen
44: Mittel
45: Innengewinde
46: Kragen
47: Innengewinde
48: Verstellmutter
49: Außengewinde
50: Arm
51: Außengewinde
52: Gehäuse
54: Kolben
55: Sprengring
56: Kavität
57: Kavität
58: Zugang
60: Druckanzeiger
61: Dichtring
62: Wälzlager
63: Dichtring
64: Wälzlager
65: Befestigungselement
66: Befestigungselement
70: Flansch
72: Ring
74: Säule
76: Ring
89: Handgriff
90: Schraubenschlüssel
91: Anschlag
92: Zinken
93: Anschlag
94: Ausnehmung
95: Einschnitt
97: Stab
100: Bolzen
110: Anordnung
111: Mutter
140: Achse
170: Flansch
172: Ring
174: Säule
200: Schlauch
201: Radnabenanordnung
202: Lagervorspanneinrichtung
210: Lastadapter
211: Platte
212: Arm
213: Arm
214: Durchgangsbohrung
215: Nocke
216: Vorsprung
217: Durchgangsloch
218: Ausnehmung
219: Durchgangsbohrung
220: Achsmutter
222: Stift
224: Doppelpfeil
225: Vorsprung
226: Vorsprung
227: Schulter
228: Schulter
240: Körper
241: Stirnseite
242: Stirnseite
244: Mittel
246: Längsachse
248: Fläche
250: Gewindedurchgangsbohrung
252: Ausnehmung
254: Nocke
256: Konterbohrung
258: Vorsprung
260: Nut
262: Oberfläche
264: Ebene
270: Befestigungseinrichtung
272: Gewindering
273: Innengewinde
274: Ring
276: Gewindering
277: Innengewinde
278: Oberfläche
279: Nut
280: Nocke
282: Durchgangsbohrung
284: Vorsprung
285: Keilnut
286: Oberfläche
287: Ebene
300: Einrichtung

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung auf ein Lager (16, 18), welches einen auf eine Achse (14) montierten Innenring (15, 19) und einen in eine Nabe (12) montierten Außenring (17, 21) aufweist, mit – einen Stab (40) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welcher lösbar an der Achse montierbar ist, – Mittel (44) zum Drücken der Nabe (12) gegen den Außenring (17, 21) des Lagers (16, 18) zum Aufbringen der Vorspannung auf das Lager (16, 18), welches (Mittel 44) mit dem Stab (40) montiert ist, und – einem zylindrischen Rahmen (42, 142), der zwischen dem Mittel (44) zum Aufbringen des Drucks auf die Nabe (12) und der Nabe (12) angeordnet ist, welcher ein erstes Ende zur Aufnahme einer Last von dem Mittel (44) zum Aufbringen eines Drucks auf die Nabe (12) und ein zweites Ende zum Übertragen der Last auf die Nabe (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des zylindrischen Rahmens (42, 142) an der Nabe (12) anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein Innenlager (18) aufweist und die Nabe (12) ein Außenlager (16) umfaßt, welches von dem Innenlager (18) beabstandet ist, wobei das Außenlager (16) einen auf die Achse (14) montierten Innenring (15) und ein in die Nabe (12) montierten Außenring (17) aufweist, und daß das zweite Ende des zylindrischen Rahmens (142) am Innenring (15) des Außenlagers (16) anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel zum Überwachen der Vorspannung auf das Lager.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Halten der Vorspannung des Lager (16, 18), welches eine auf die Achse (14) geschraubte Mutter (11) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, durch gekennzeichnet, daß das Lager ein Innenlager (18) aufweist und die Nabe (12) ein Außenlager (16) umfaßt, welches von dem Innenlager (18) beabstandet ist, wobei das Außenlager (16) einen auf die Achse (14) montierten Innenring (15) und einen in die Nabe (12) montierten Außenring (17) aufweist, und daß die auf die Achse (14) geschraubte Mutter (11) sich an dem Innenring (15) des Außenlagers (16) abstützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (44) zum Drücken der Nabe (12) gegen den Außenring (17, 21) des Lagers (16, 18) eine Aktivierungsmutter (48) umfaßt, welche auf das erste Ende des Stabes (40) aufgeschraubt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Mittel zum Sichern der Vorspannung auf das Lager (16, 18) nach Demontage der Vorrichtung umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Überwachen der Vorspannung wenigstens einen druckmittelbetätigten Kolben (54), eine Druckfeder oder eine Luftfeder aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Überwachen der Vorspannung einen druckmittelbetätigten Kolben (54) mit einem auf die Achse montierten Kolbengehäuse (52) und dem Kolben (54) zum Übertragen des Druckmitteldrucks auf das Lager aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine Tellerfeder oder eine Schraubenfeder ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (60) zum Erfassen des Druckmitteldrucks auf den druckmittelbetätigten Kolben (54) vorgesehen ist.
Verfahren zum Aufbringen einer Vorspannung auf ein Lager (16, 18) mit einem auf eine Achse (14) montierten Innenring (15, 19) und einem in eine Nabe (12) montierten Außenring (17, 21), mit folgenden Verfahrensschritten: – Montieren eines Stabes (40) an ein Ende der Achse (14), – Montieren eines Mittels (44) zum Drücken der Nabe (12) gegen den Außenring (17, 21) des Lagers (16, 18) an den Stab (40), und – Aktivieren des Mittels (44) zum Drücken der Nabe (12) gegen den Außenring (17, 21) des Lagers (16, 18), um auf diese Weise die Vorspannung auf das Lager (16, 18) aufzubringen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Montage des Stabes (40) an der Achse (14) eine Vorspannungshaltemutter (11) auf ein Gewindeende (13) der Achse (14) aufgeschraubt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Rahmen (42) zwischen das Mittel (44) zum Aufbringen des Drucks auf die Nabe (12) und die Nabe (12) montiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (44) zum Drücken der Nabe (12) eine Druckmittelauslöseeinrichtung aufweist, wobei der Druck auf das Druckmittel in der Druckmittelauslöseeinrichtung beim Aktivieren des Mittels (44) zum Aufbringen des Drucks auf der Nabe (12) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf das Druckmittel beim Aktivieren des Mittels (44) zum Drücken der Nabe (12) auf einen vorbestimmten Druck begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16, 18) Rollen (22, 26) aufweist, wobei die Achse (14) gedreht wird, um wenigstens einige der Rollen (22, 26) einzupassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung auf das Lager (16, 18) überwacht wird.
Vorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung auf ein Innenlager (18) mit einem auf eine Achse (14) montierten Innenring (19) und einen in eine Nabe (12) montierten Außenring (21), und zum Aufbringen einer Vorspannung auf ein Außenlager (16) mit einem auf die Achse (14) montierten Innenring (15) und einem in die Nabe (12) montierten Außenring (17), wobei das Außenlager (16) von dem Innenlager (18) beabstandet ist, mit folgenden Merkmalen: – Eine Sicherungsmutter (11) für das Außenlager (16), welches ein Gewindeende (13) der Achse (14) aufnimmt und am Innenring (15) des Außenlagers (16) anliegt, um die Vorspannung auf das Außenlager (16) zu sichern, – einen Stab (40) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welcher lösbar an der Achse (14) befestigbar ist, – einen an dem Stab (40) montierten Druckmittelzylinder mit einem an dem Stab (40) angebrachten Zylindergehäuse (52) und einem Kolben (54) zum Drücken der Nabe (12) gegen den Außenring (21) des inneren Lagers (18), um so die Vorspannung auf das Innenlager (18) aufzubringen, – eine auf den Stab (40) geschraubte Aktivierungsmutter (48) zum Drücken des Zylindergehäuses (52) gegen den Kolben (54), und – einen zylindrischen Rahmen (42, 142) zwischen dem Kolben (54) und der Nabe (12) mit einem ersten Ende zur Aufnahme einer Last von dem Kolben (54) und einem zweiten Ende zum Übertragen der Last auf die Nabe (12) und Drücken der Nabe (12) gegen den Innenring (19) des Innenlagers (18), um so die Vorspannung in das Innenlager (18) einzubringen.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (60) zum Überwachen des Drucks auf das Druckmittel in dem Druckmittelzylinder vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (14) eine Spindel einer Fahrzeugradanordnung umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des zylindrischen Rahmens (42) an der Nabe (12) anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Ende des zylindrischen Rahmens (142) am Innenring (15) des Außenlagers (16) anliegt.
Vorrichtung zum exakten Drehen einer Mutter (11) mit: – einem Führungsrahmen (42) mit: – einem Stützring (72) mit einer ersten Seite zur Anlage an einer Aufnahme und einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite, und – einer Mehrzahl von Pfosten (74) mit einem ersten Ende, welches an der zweiten Seite des Stützrings (72) montiert ist, und einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende, und – einem Werkzeug (90) mit: – einen Satz gegenüberliegender Zinken (92) zur Aufnahme von Flächen der Mutter (11), – Mittel (89) zum Rotieren der Zinken (92) zum Rotieren der Mutter (11), und – wenigstens zwei voneinander beabstandete Anschläge (91, 93) zur Aufnahme wenigstens eines der Pfosten (74) des Führungsrahmens (42) und Begrenzen der Drehung der Mutter (11) auf einen vorbestimmten Winkel, welcher durch den Abstand der Anschläge (91, 93) definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsrahmen (42) einen Kopfring aufweist, der an dem zweiten Ende der Mehrzahl von Pfosten (74) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Drehen der Mehrzahl von Zinken (92) einen Handgriff (89) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei voneinander beabstandeten Anschläge (91, 93) eine Oberfläche von einer Ausnehmung (94) oder einem Vorsprung des Werkzeugs (90) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (11) eine Sicherungsmutter umfaßt, welche auf eine Spindel (14) der Radnabe montiert ist.
Verfahren zum präzisen Drehen einer Mutter (11) mit folgenden Schritten: – Bestimmen der gewünschten präzisen Drehung der Mutter (11), – Vorsehen eines Führungsrahmens (42) mit – einer Stützplatte (72) mit einer ersten Seite, welche mit einer Abstützung in Anlage bringbar ist, und einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite, und – einer Mehrzahl voneinander beabstandeten Anschlägen (74), welche auf der Stützplatte (72) angeordnet sind, – Vorsehen eines Werkzeugs (90) mit – wenigstens einem Satz einander gegenüberliegenden Zinken (92) zur Aufnahme von Flächen der Mutter (11), und – einer Mehrzahl voneinander beabstandeter Abschläge (91, 93) zur Aufnahme wenigstens eines der voneinander beabstandeten Anschläge (74) des Führungsrahmens (42), wobei die voneinander beabstandeten Anschläge (91, 93) so positioniert sind, daß sie die Drehung des Werkzeugs auf den gewünschten, präzisen Rotationswinkel für die Mutter (11) begrenzen, – Montieren des Werkzeugs (90) auf die Mutter (11), wobei die Mehrzahl von Zinken (92) die Ebenen der Mutter (11) aufnehmen und wobei der wenigstens eine Anschlag (91) des Werkzeugs mit wenigstens einem der Anschläge (74) am Führungsrahmen (42) anliegt, und – Drehen der Mutter (11) mit dem Werkzeug (90), wobei der wenigstens eines Anschlag (93) des Werkzeugs (90) an den wenigstens einen Anschlag (74) des Führungsrahmens (42) anschlägt, wodurch die Drehung der Mutter (11) um den vorbestimmten präzisen Winkel gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl voneinander beabstandeter Anschläge (74) an der Stützplatte (72) einen Pfosten, eine Nocke oder eine Ausnehmung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl voneinander beabstandeter Anschläge (91, 93) an dem Werkzeug (90) einen Pfosten, eine Nocke oder eine Ausnehmung (94) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (90) einen Handgriff (89) aufweist und die Mutter (11) durch Betätigen des Handgriffs (89) gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (11) eine Sicherungsmutter aufweist, welche an einer Spindel (14) einer Radnabe montiert ist.
Werkzeug (90) zum präzisen Rotieren einer Mutter (11) mit: – wenigstens einen Satz von einander gegenüberliegenden Zinken (92) zur Aufnahme von Flanken der Mutter (11), – ein Mittel (89) zum Rotieren der Mehrzahl von Zinken (92) zum Rotieren der Mutter (11), – wenigstens einen Anschlag (91, 93) zur Aufnahme wenigstens eines korrespondierenden Anschlags (74) an einem Aufsatz (42), welcher gegenüberliegend der Mutter (11) montiert ist, um die Drehung der Mutter (11) auf eine vorbestimmten Winkel zu begrenzen.
Werkzeug nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Rotieren einen Handgriff (89) aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Anschlag (91, 93) an dem Werkzeug wenigstens einen Pfosten, eine Nocke oder eine Ausnehmung (94) aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Anschlag zwei Anschläge (91, 93) umfaßt, wobei die beiden Anschläge (91, 93) das Ende einer Ausnehmung (94) sind, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Zinken (92) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (11) durch ein Werkzeug (90) gedreht wird, welches eine Sicherungsmutter aufweist, die auf eine Spindel einer Radnabe montiert ist.
Eine Achsmutter (220) mit – einem zylindrischen Körper (240) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, mit einer Seite (248), die sich gegenüber einer Fläche abstützen kann, einer Längsachse (246), und einer äußeren Oberfläche (262), die durch ein Werkzeug ergreifbar ist, – eine Gewindedurchgangsbohrung (250), welche im Wesentlichen entlang der Längsachse (246) des zylindrischen Körpers gerichtet ist, und – wenigstens einer Ausnehmung (252) an der Seite des zweiten Endes des zylindrischen Körpers (240), welche wenigstens einen Teil der Fläche (248) hervorhebt, gegen die sich die Seite abstützt.
Achsmutter nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung (252) wenigstens eine bogenförmige Ausnehmung umfaßt.
Mutter nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine bogenförmige Ausnehmung eine Mehrzahl von bogenförmigen Ausnehmungen ist, welche äquidistant am Außenumfang der Seite angeordnet sind.
Mutter nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine bogenförmige Ausnehmung (252) eine einzige kreisförmige Ausnehmung ist, welche sich um den Außenumfang der Seite des zweiten Endes erstreckt.
Mutter nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (240) ein kreisförmiger zylindrischer Körper oder ein polygonaler zylindrischer Körper ist.
Mutter nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der polygonale zylindrischer Körper eine Mehrzahl von Ebenen (264) aufweist, die durch ein Werkzeug ergreifbar sind.
Mutter nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche (262) des zylindrischen Körpers wenigstens eine durch ein Werkzeug ergreifbare Ausnehmung umfaßt.
Mutter nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter eine Lagersicherungsmutter aufweist und die Oberfläche eine Oberfläche des Lagers umfaßt.
Mutter nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung wenigstens einen Bereich der Oberfläche des Lagers hervorhebt, wobei eine Drucklast auf die Oberfläche des Lagers bringbar ist.
Eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Last auf ein Lager (16), welches einen auf einer Achse (14) montierten Innenring (15, 19) aufweist und mittels einer Mutter (11, 220) auf der Achse (14) gesichert ist, mit folgenden Merkmalen: – ein Stab (40) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, welches lösbare an der Achse (14) montierbar ist, – einen Adapter (210) mit einer Platte (211), welche eine Durchgangsbohrung (214) aufweist, durch die der Stab (40) durchgeführt ist, und eine Mehrzahl von Auslegern (212, 213) aufweist, welche an der Platte (211) angebracht sind und in Anlage an den Innenring (15) des Lagers (16) bei aufgeschraubter Mutter bringbar sind, und – Mittel (244) zum Aufbringen einer Drucklast auf die Platte (211) des Adapters (210), wobei die Last auf den Innenring (15) des Lagers (16) bei aufgeschraubter Mutter (11, 220) übertragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Auslegern (212, 213) schwenkbar an der Platte (211) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (220) eine Mutter nach Anspruch 40 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Auslegern (212, 213) Vorsprünge (225, 226) aufweist, die wenigstens mit einer Ausnehmung in der Seite des zweiten Endes des zylindrischen Körpers der Mutter in Eingriff bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (225, 226) eine Schulter (227, 228) aufweisen, die mit dem Innenring (15) des Lagers (16) in Kontakt bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 53, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Überwachen der Last auf das Lager.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (244) zum Aufbringen der Drucklast auf die Platte (211) des Adapters (210) eine Betätigungsmutter (48) umfaßt, welche auf den Stab (40) geschraubt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (244) zum Aufbringen der Drucklast auf die Platte (211) des Adapters (210) wenigstens einen druckmittelbetätigten Kolben (54), eine Druckfeder oder eine Luftfeder umfaßt.
Verfahren zum Aufbringen einer Last auf ein Lager (16) mit einem auf eine Achse (14) montierten Innenring (15), wobei das Lager (16) durch eine Mutter (11, 220) auf der Achse (14) gesichert ist, mit folgenden Schritten: – Montieren eines Stabes (40) an ein Ende der Achse (14), – ohne Demontieren der Mutter (11, 220) Montieren eines Mittels (244) zum Drücken des Innenrings (15) des Lagers (16) gegen die Achse (14), und – Betätigen des Mittels (244) zum Drücken des Innenrings (15), so daß der Innenring (15) gedrückt und eine Last auf das Lager (16) ausgeüb
Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Lager (16) ausgeübte Last überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (244) zum Drücken des Innenrings (15) einen Adapter (210) mit einer Platte (211) und einer Mehrzahl von an die Platte (211) montierten Auslegern (212, 213) umfaßt, wobei beim Montieren des Mittels (244) zum Drücken der Adapter (210) zwischen dem Stab (40) und dem Innenring (15) angebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (220) eine Mutter nach Anspruch 40 ist.
Eine Befestigungsanordnung zum Sichern eines Lagers (16) auf einer Achse (14), wobei das Lager (16) einen inneren Lagerring (15) mit einem Außendurchmesser aufweist, und die Befestigungseinrichtung das Lagern einer Lasteinrichtung in Anlage an den inneren Lagerring (15) ermöglicht, mit folgenden Merkmalen: – Einen ersten Gewindering (272), welcher auf die Achse (14) schraubbar ist und an den inneren Lagerring (15) anliegt, wobei der erste Gewindering (272) einen Außendurchmesser kleiner als den Außendurchmesser des inneren Lagerrings (15) aufweist und die Außenoberfläche durch ein Werkzeug ergreifbar ist, – einen zweiten Ring (274), welcher auf die Achse (14) montierbar ist und an den ersten Ring (272) und die Achse (14) in Anlage bringbar ist, um eine relative Bewegung zwischen dem ersten Ring (272) und der Achse (14) zu verhindern, und – einen dritten Gewindering (276), welcher auf die Achse (14) schraubbar und in Anlage mit dem zweiten Ring (274) bringbar ist, wobei der dritte Ring (276) eine Außenoberfläche hat, welche durch ein Werkzeug ergreifbar ist, – wobei das Lager (16) auf der Achse (44) gesichert ist, wenn der erste Ring (272), der zweite Ring (274) und der dritte Ring (276) auf die Achse (14) geschraubt sind, und der innere Lagerring (15) vorsteht und in Anlage an die Lagervorspanneinrichtung (300) bringbar ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (274) ein Mittel zur Aufnahme des ersten Rings (272) umfaßt, so daß eine relative Bewegung zwischen dem zweiten Ring (274) und dem ersten Ring (272) verhindert ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (274) eine Stirnseite aufweist und das Mittel zum Ineingriffbringen des ersten Rings einen Vorsprung oder eine Ausnehmung (282) in der Stirnseite aufweist, die mit dem ersten Ring (272) in Eingriff bringbar ist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (274) Mittel zum Ineingriffbringen der Achse (14) aufweist, um eine Relativbewegung zwischen dem zweiten Ring (274) und der Achse (14) zu verhindern.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (274) eine radiale innere Oberfläche aufweist, und daß das Mittel zum Ineingriffbringen der Achse (14) einen Vorsprung (284) oder eine Ausnehmung in der radialen inneren Fläche aufweist, welche mit der Achse (14) in Eingriff bringbar ist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16) auf der Achse (14) gesichert ist und die Stirnfläche des inneren Lagerrings (15) wenigstens teilweise vorsteht und in Anlage mit der Lagervorspanneinrichtung (300) bringbar ist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 66, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer von dem ersten Gewindering (272) oder dem dritten Gewindering (276) ein Muttergewinde (277) aufweist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des ersten Gewinderings (272) wenigstens eine Ausnehmung (279) oder einen Vorsprung zur Aufnahme eines Werkzeugs umfaßt.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorspanneinrichtung (300) eine Vorrichtung nach Anspruch 49.
Verfahren zum Aufbringen einer Last auf ein Lager (16) mit einem auf eine Gewindeachse (14) montiertem Innenring (15), wobei der Innenring (15) einen Außendurchmesser aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: – Aufschrauben eines ersten Gewinderings (272) auf die Gewindeachse (14), wobei der Gewindering (272) in Anlage an den inneren Lagerring (15) gebracht wird und wobei der erste Gewindering (272) einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des inneren Lagerrings (15) aufweist, – Montieren eines zweiten Rings (272) auf die Achse (14), wobei der zweite Ring (274) in Anlage an den ersten Ring (272) bringbar ist und die Achse (14) aufnimmt, so daß eine relative Bewegung zwischen dem ersten Ring (272) und der Achse (14) verhindert ist, und – Aufschrauben des dritten Gewinderings (276) auf die Achse (14), wobei der dritte Gewindering (276) in Anlage an den zweiten Gewindering (274) bringbar ist, und – Anlegen des Innenrings (15) an eine Vorrichtung, durch welche die Last auf den Innenring (15) übertragbar ist.
Verfahren nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Last auf den Innenring (15) angehoben wird, indem die Vorrichtung (300) zum Aufbringen der Last auf das Lager verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 70 oder 71, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Lager (16) ausgeübte Last überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gewindering (272) gegen den Innenring (15) angezogen wird, wenn die Last auf den Innenring (15) die vorbestimmte Last erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anziehen des ersten Gewinderings (272) gegen den Innenring (15) die vorbestimmte Last auf den Innenring (15) erhalten bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 70 bis 74, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (15) eine längsgerichtete Stirnseite aufweist, wobei durch Aufschrauben des ersten Gewinderings (272) auf die Gewindeachse (14) der erste Gewindering (272) in Anlage an die Stirnseite des Innenrings (15) kommt, so daß wenigstens ein Bereich der Stirnseite nicht durch den ersten Gewindering (272) verdeckt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 70 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (15) mit einer Vorrichtung (300) zum Aufbringen der Last auf den Innenring (15) zusammenwirkt, wobei eine Vorrichtung nach Anspruch 49 verwendet wird.