DE102008026250A1

DE102008026250A1 - Montagehilfe und Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers

Info

Publication number: DE102008026250A1
Application number: DE102008026250A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Friedl
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-03
Also published as: CN102084146A; WO2009146799A1; US20110154666A1; EP2286101A1; AU2009254254B2; US8713800B2; AU2009254254A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Montagehilfe mit einer Haltestruktur (10) zum Halten von Wälzkörpern (12) eines Wälzlagers während eines Montagevorgangs, wobei die Wälzkörper (12) in einer ersten radialen Richtung (R1) an einem ersten Bauelement und in einer zweiten radialen Richtung (R2) an der Haltestruktur (10) abgestützt sind und wobei die Haltestruktur (10) eine Mehrzahl von axial vorspringenden Fortsätzen (16) umfasst, die jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern (14) eingreifen. Um ein Verkanten der Wälzkörper (12) während der Montage zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass die Wälzkörper (12) die Fortsätze (16) in der zweiten radialen Richtung (R2) überragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagehilfe mit einer Haltestruktur zum Halten von Wälzkörpern eines Wälzlagers während eines Montagevorgangs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Montage von Wälzlagern Montagehilfen zu verwenden. Werden beispielsweise Wälzkörper in Öffnungen eines die Wälzkörper nicht zu beiden Seiten hin selbsthaltenden Wälzkörperkäfigs eingesetzt, wird zum Verhindern eines Herausfallens der Wälzkörper aus den Öffnungen eine ringförmige Montagehilfe verwendet, deren Außendurchmesser einer inneren Einhüllenden der in den Wälzkörperkäfig eingesetzten Wälzkörper entspricht oder deren Innenradius einer äußeren Einhüllenden der Wälzkörper entspricht, je nachdem ob die Wälzkörper von radial außen oder von radial innen in den Wälzkörperkäfig eingesetzt sind. Der derart im Wälzkörperkäfig fixierte Ring von Wälzkörpern wird anschließend in einen Außenring des Wälzlagers eingeschoben oder auf einen Innenring des Wälzlagers aufgesteckt.
Beim Aufschieben der Wälzkörperreihe auf oder in die Laufbahn des Wälzlagers kommt eine axiale Stirnseite der ringförmigen Montagehilfe zur Anlage mit der axialen Stirnseite des Innenrings oder des Außenrings und die von der Montagehilfe gehaltenen Wälzlagerteile werden verschoben, so dass der Innenring bzw. der Außenring die Montagehilfe ersetzt. Ein Radius der Montagehilfe entspricht dabei insbesondere dem Radius der inneren oder äußeren Laufbahn des Wälzlagers, durch welche die Wälzkörper nach dem Entfernen der Montagehilfe verliersicher fixiert sind.
Das vorausgehend Beschriebene gilt dabei aber auch bei Wälzlagerkäfigen, in denen die Wälzkörper zwar verliersicher in die Taschen des Käfigs einschnappbar sind, aber das Spiel der Wälzkörper in den Taschen derart groß ist, dass bei dem beschriebenen Auf- bzw. Einschieben des Rollensatzes auf bzw. in das entsprechende Laufbahnelement bei wenigstens einem Teil der Wälzkörper aufgrund deren Durchhangs im Käfig die Gefahr bestünde, dass sich beim Aufschieben deren Stirnseiten an der Stirnseite des Laufbahnelements stoßen und damit verkanten würden.
Das vorausgehend Beschriebene trifft dabei unter anderem auf Zylinderrollenlager in den Bauformen N und NU zu. Bei der Bauform N wird der Rollensatz durch die Montagehilfe nach innen auf die Innenlaufbahn gehalten und bei der Bauform NU wird der Rollensatz von der Montagehilfe nach radial außen auf die Außenlaufbahn gehalten, um das Einfädeln der Wälzkörper bzw. Zylinderrollen auf oder in den schon im Gehäuse bzw. auf der Welle montierten Lagerring zu erleichtern.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verkanten der Wälzkörper beim Auf- oder Einschieben auf den vormontierten Lagerring zu verhindern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht insbesondere aus von einer Montagehilfe mit einer Haltestruktur zum Halten von Wälzkörpern eines Wälzlagers während eines Montagevorgangs. Dabei werden die Wälzkörper in einer ersten radialen Richtung an einem ersten Bauelement und in einer zweiten, der ersten radialen Richtung entgegen gesetzten Richtung an der Haltestruktur abgestützt.
Dabei kann das erste Bauelement einen Wälzlagerkäfig und/oder eines der Laufbahnelemente des Wälzlagers sein, wobei das Laufbahnelement beispielsweise ein Wälzlagerring mit Borden sein kann.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Haltestruktur eine Mehrzahl von axial vorspringenden Fortsätzen umfasst, die jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern eingreifen. Dabei liegen die Fortsätze der Haltestruktur vollständig innerhalb eines Laufradius der Wälzkörper in der zweiten radialen Richtung. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff „innerhalb” auf die Position der Wälzkörper. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Fortsätze im Zwischenraum zwischen den Wälzkörpern kann die Montagehilfe die Wälzkörper auch während des Einfädelns der Wälzkörper auf den Innenring oder in den Außenring sicher halten, so dass ein Verkanten der Wälzkörper beim Einfädeln vermieden werden kann. Es ist daher möglich, die Montagehilfe erst dann zu entfernen, wenn die Wälzkörper den axialen Bereich der entsprechenden Laufbahn erreicht haben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Erfindung für Zylinderrollenlager vorgesehen. Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke aber auch bei der Montage von Kegelrollenlagern mit wenigstens einer kreiszylindermantelförmigen Abrollfläche eingesetzt werden.
Wenn die zweite radiale Richtung, in welcher die Haltestruktur die Wälzkörper hält, nach radial außen gerichtet ist, können die axial vorspringenden Fortsätze bequem in den sich radial aufweitenden Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern eingeschoben werden. Ein sicherer Halt der Wälzkörper kann erreicht werden, wenn die axial vorspringenden Fortsätze jeweils zwei konkave Anlageflächen zur Anlage an die den Zwischenraum bildenden Wälzkörper umfassen, deren Krümmungsradius insbesondere dem Krümmungsradius der Laufflächen des Wälzkörpers entsprechen kann.
Eine Handhabung der Montagehilfe wird vereinfacht, wenn die axial vorspringenden Fortsätze an einer axialen Stirnseite eines Halterings angeordnet sind, wobei dieser Haltering dann beispielsweise auf eine Achse mit einem vormontierten Innenring aufgesteckt werden kann.
Die Montagehilfe kann den Monteur bei der Wahl der axialen Montageposition unterstützen, wenn der Haltering ein in der zweiten radialen Richtung nach innen abstehenden Anlagebund umfasst. Dieser Anlagebund kann beispielsweise an einem Gehäuse oder an einer Welle mit vormontiertem Lagerring anschlagen und so die Montageposition in der axialen Richtung festlegen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Haltering ein Mittel zum Handhaben der Montagehilfe umfasst. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Bügelgriff oder ein Loch zum Verschrauben eines Griffs sein, wobei das Loch im Bereich des Anlagebunds vorzugsweise aufgeweitet ist, um eine Schraubenmutter zu versenken.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers. Das Verfahren umfasst das Sichern der Wälzkörper mit einer Haltestruktur eines Halteelements, so dass die Wälzkörper in einer ersten radialen Richtung an einem ersten Bauelement und in einer zweiten radialen Richtung an der Haltestruktur abgestützt sind, und das Aufschieben der Wälzkörper auf eine Laufbahn des Wälzlagers die in der zweiten radialen Richtung angeordnet ist, sowie das Entfernen der Montagehilfe.
Um ein Verkanten der Wälzkörper beim Aufschieben zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass die Haltestruktur eine Mehrzahl von axial vorspringenden Fortsätzen umfasst, die beim Sichern der Wälzkörper jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern eingeschoben werden, und dass die Fortsätze beim Aufschieben der Wälzkörper in einer axialen Richtung mit der Laufbahn überlappen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Figuren, die Beschreibung und die Patentansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
1 eine Montagehilfe mit einer Haltestruktur zum Halten von Wälzkörpern während eine Montagevorgangs in einer perspektivischen Ansicht und
2 den Einsatz der Montagehilfe der 1 während eines Montagevorgangs.
1 zeigt eine Montagehilfe mit einem Haltering 20, an dessen axialer Stirnseite in etwa isotrop über den Umfang des Halterings 20 verteilt axial vorspringende Fortsätze 16 angeformt sind. Die axial vorspringenden Fortsätze 16 bilden eine Haltestruktur zum Halten eines Satzes von Wälzkörpern 12 eines Wälzlagers. Dabei fixiert die Haltestruktur 10 die Wälzkörper 12 und belastet die Wälzkörper 12, die in Öffnungen in den Wälzkörperkäfig 14 eingesetzt sind, nach radial innen. Die Wälzkörper 12 sind daher während des Montagevorgangs in einer ersten, nach innen gerichteten radialen Richtung R1 am Lagerinnenring 24 abgestützt und in einer zweiten, nach außen gerichteten radialen Richtung R2 an der Haltestruktur 10 der Montagehilfe abgestützt. Dabei kann die Montagehilfe gleichzeitig auch als Transportsicherung für die Einheit aus Lagerinnenring 24, Wälzkörpern 12 und Wälzkörperkäfig 14 genutzt werden, und zwar insbesondere dann, wenn der Wälzlagerkäfig 14 die Wälzkörper 12 nicht an einem radial nach außen hin gerichteten Herausfallen sichert.
Die axial vorspringenden Fortsätze 16 der Haltestruktur 10 der Montagehilfe sind so ausgelegt, dass sie während des Montagevorgangs jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern 12 eingreifen können und zwar derart, dass eine kreisförmige äußere Hüllkurve, welche die Fortsätze 16 umgibt, von den Wälzkörpern 12 in der zweiten radialen Richtung R2, also nach außen, überragt wird. Die Haltestruktur 10 gemäß 1 ist zum Halten von als Zylinderrollen ausgebildeten Wälzkörpern 12 ausgelegt.
Abgesehen von einer Fase 26 am axial äußeren Ende der Fortsätze 16, die das Einschieben der Fortsätze 16 in die Zwischenräume zwischen den Wälzkör per 12 erleichtert, verlaufen die Seitenflächen der Fortsätze 16 parallel zu der Symmetrieachse des Halterings 20. Die radial inneren und äußeren Seitenflächen der Fortsätze 16 sind konzentrisch zu der Symmetrieachse des Halterings 20 gekrümmt, während Seitenflächen der Fortsätze 16 in Umfangsrichtung jeweils von zwei konkaven Anlageflächen 18a, 18b gebildet werden, die zur Anlage an die den Zwischenraum bildenden Wälzkörper 12 ausgelegt sind. Die Anlageflächen 18a, 18b haben die Form eines Ausschnitts eines Zylindermantels und ihre Krümmung entspricht der Krümmung der Laufflächen des Wälzkörpers 12, den sie bei der Montage fixieren.
Die Montagehilfe umfasst einen in der ersten radialen Richtung R1, das heißt nach radial innen über den Haltering 20 hinausragenden Anlagebund 21 zur Anlage an den Stirnseiten der Zylinderrollen oder an einem Seitenring des Wälzkörperkäfigs 14. In dem Anlagebund 21 sind vier axial verlaufende Bohrungen 28 angearbeitet. Ein den Fortsätzen 16 zugewandtes Ende der Bohrungen 28 ist zur Aufnahme von Senkkopfschrauben aufgeweitet. Die vier Bohrungen 28 können zum Befestigen eines als Bügelgriff 22 ausgebildeten Mittels zum Handhaben der Montagehilfe genutzt werden und bilden daher selbst ein Mittel zum Handhaben der Montagehilfe.
2 illustriert dabei die Verwendung der Montagehilfe aus der 1 zur Montage eines als Zylinderrollenlager ausgebildeten Wälzlagers der Bauform N. Eine Reihe von Wälzkörpern 12 ist zusammen mit einem Wälzkörperkäfig 14 auf einem Lagerinnenring 24 vormontiert. Die Fortsätze 16 greifen radial außerhalb des Wälzkörperkäfigs 14 in die Zwischenräume zwischen je zwei Wälzkörpern 12 ein und drücken die Wälzkörper 12 sozusagen radial nach innen. Die Wälzkörper 12 ragen durch Zwischenräume zwischen den Fortsätzen 16 radial über die Fortsätze 16 hinaus. Ein Lageraußenring 30 ist in einem Gehäuse 32 vormontiert. Der Monteur kann die gesamte, aus dem Lagerin nenring 24, den Wälzkörpern 12, dem Wälzkörperkäfig 14 und der Montagehilfe gebildete Struktur an den über die Mittel befestigten Bügelgriffen 22 in das Gehäuse 32 einsetzen und dabei die Wälzkörper 12 in die Laufbahn im Lageraußenring 30 einfädeln, so dass die Wälzkörper 12 sich auf der Laufbahn des Lageraußenrings 30 abstützen. Dabei wird aufgrund des nach innen Drückens der Wälzkörper 12 durch die Montagehilfe ein Verkanten der Wälzkörper 12 beim Einfädeln mit Vorteil sicher verhindert.
Beim Einfädeln werden die Fortsätze 16 der Montagehilfe in den Lageraußenring 30 sozusagen mit eingeschoben, so dass die Fortsätze 16 in einer axialen Richtung mit der Laufbahn des Lageraußenrings 30 überlappen. Anschließend kann der Lagerinnenring 24 beispielsweise durch Sprengringe oder dergleichen fixiert werden und die Montagehilfe kann aus dem Lageraußenring 30 bzw. aus den Zwischenräumen zwischen den Wälzkörpern 12 herausgezogen werden.
Da die Wälzkörper 12 während der gesamten Einschiebebewegung in den Lageraußenring 30 durch die Haltestruktur 10 der Montagehilfe gehalten werden, wird ein Verkanten der Wälzkörper 12 beim Einbringen in den Lageraußenring 30 und damit einhergehende Beschädigungen der Laufbahnen sicher vermieden.

10: Haltestruktur
12: Wälzkörper
14: Wälzkörperkäfig
16: Fortsatz
18a: Anlagefläche
18b: Anlagefläche
20: Haltering
21: Anlagebund
22: Bügelgriff
24: Lagerinnenring
26: Fase
28: Bohrung
30: Lageraußenring
32: Gehäuse
R1: Richtung
R2: Richtung

Claims

Montagehilfe mit einer Haltestruktur (10) zum Halten von Wälzkörpern (12) eines Wälzlagers während eines Montagevorgangs, wobei die Wälzkörper (12) in einer ersten radialen Richtung (R1) an einem ersten Bauelement und in einer zweiten radialen Richtung (R2) an der Haltestruktur (10) abgestützt sind, und wobei die Haltestruktur (10) eine Mehrzahl von axial vorspringenden Fortsätzen (16) umfasst, die jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern (12) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (12) die Fortsätze (16) in der zweiten radialen Richtung (R2) überragen.
Montagehilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement einen Wälzlagerkäfig und/oder eines der Laufbahnelemente des Wälzlagers umfasst.
Montagehilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axial vorspringenden Fortsätze (16) jeweils zwei konkave Anlageflächen (18a, 18b) zur Anlage an die den Zwischenraum bildenden Wälzkörper (12) umfassen.
Montagehilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axial vorspringenden Fortsätze (16) an einer axialen Stirnseite eines Halterings (20) angeordnet sind.
Montagehilfe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (20) einen in einer der radialen Richtungen (R1, R2) abstehenden Anlagebund (21) umfasst.
Montagehilfe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (20) Mittel zum Handhaben der Montagehilfe umfasst.
Montagehilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest einen Bügelgriff (22) umfassen.
Montagehilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur (10) zum Halten von als Zylinderrollen ausgebildeten Wälzkörpern (12) ausgelegt ist.
Montagehilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur (10) zum Halten von als Kegelrollen ausgebildeten Wälzkörpern (12) ausgelegt ist.
Verfahren zum Montieren eines Wälzlagers, umfassend die Schritte: – Sichern der Wälzkörper (12) mit einer Haltestruktur (10) eines Halteelements, so dass die Wälzkörper (12) in einer ersten radialen Richtung (R1) an einem ersten Bauelement und in einer zweiten radialen Richtung (R2) an der Haltestruktur (10) abgestützt sind, und – Aufschieben der Wälzkörper (12) auf eine in der zweiten radialen Richtung (R2) angeordnete Laufbahn des Wälzlagers und Entfernen der Montagehilfe, wobei die Haltestruktur (10) eine Mehrzahl von axial vorspringenden Fortsätzen (16) umfasst, die beim Sichern der Wälzkörper (12) jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern (12) eingeschoben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (16) beim Aufschieben der Wälzkörper (12) auf die Laufbahn in einer axialen Richtung mit der Laufbahn überlappen.