DE102010054947A1

DE102010054947A1 - Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstifts in Prüfbolzen von Wälzlagern

Info

Publication number: DE102010054947A1
Application number: DE201010054947
Authority: DE
Inventors: Thomas Dittrich
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstifts (26) im Prüfbolzen (22) eines Wälzlagers (16). Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch ein zangenartiges Gebilde, dass eine feststehende Hebelstange (1), einen mit der Hebelstange (1) über eine erste und zweite Wange (2) verbundenen Hebelmechanismus (4), einen Betätigungsmechanismus (6) und ein den Hebelmechanismus (4) sowie den Betätigungsmechanismus (6) miteinander verbindendes Koppelelement (7) umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstifts in Prüfbolzen von Wälzlagern, wobei wenigstens ein Prüfbolzen in voneinander beabstandet angeordneten Seitenteilen des Wälzlagerkäfigs eines Wälzlagers aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Bekannt sind Rollenlager- bzw. Wälzlagerkäfige mit durchbohrten, auf Bolzen geführten Wälzkörpern. Wenigstens einer der Bolzen ist lösbar mit einem ersten und einem zweiten Käfigseitenteil des Wälzlagers verbunden. Die lösbare Verbindung ist dabei derart ausgebildet, dass der Bolzen mit dem einen Käfigseitenteil verschraubt und mit dem anderen Käfigseitenteil durch einen Sicherungselement verspannt ist. Als Sicherungselement ist ein Spannstift vorgesehen. Eine solche Lageranordnung ist aus der DE 1 722 510 A1 bekannt.
Zum Zwecke der Wartung derartiger Wälzlager, die üblicherweise einen relativ großen Durchmesser aufweisen und zum Beispiel für Walzen in Walzstraßen oder als Hauptlager von Riesenrädern Anwendung finden, hat es sich als ausreichend erwiesen, lediglich den lösbar mit den Käfigseitenteilen verbundenen Bolzen im Hinblick auf die Feststellung des Verschleißzustandes der Wälzkörper herauszunehmen.
Ein solcher Bolzen wird in der Fachwelt üblicherweise als Prüfbolzen bezeichnet. Gegenwärtig kommen sowohl zum Einbringen des Spannstiftes als auch zu dessen Herausnehmen einfache handwerkliche Mittel zum Einsatz, wie zum Beispiel ein Hammer zum Einbringen und ein Dorn und Hammer zum Heraustreiben des Spanstiftes. Eine solche Vorgehensweise ist mit einem hohen Zeitaufwand, insbesondere bei der Demontage des Prüfbolzens verbunden. Darüber hinaus führt eine solche Arbeitsweise zu Beschädigungen der Innenseite des Lageraußenringes, des Käfigseitenteils und des Spannstiftes. Ferner sind Beschädigungen der Bohrungsoberfläche am Käfigseitenteil nicht ausgeschlossen, so dass aufwendige Nachbehandlungen der Bohrungsoberfläche erforderlich werden.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, einen in einem Wälzlager mit Bolzenkäfig aufgenommenen lösbaren Prüfbolzen beschädigungslos und kostengünstigen zu montieren und zu demontieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach umfasst die Vorrichtung ein zangenartiges Gebilde, umfassend eine feststehende Hebelstange, einen mit der Hebelstange über eine erste und zweite Wange verbundenen Hebelmechanismus, einen Betätigungsmechanismus und ein den Hebelmechanismus und den Betätigungsmechanismus miteinander verbindendes Koppelelement.
Jeweils eine der beiden Wangen ist dabei an einer der beiden Längsseiten der feststehenden Hebelstange, und zwar im vorderen Bereich, fest mit dieser verbunden. Ferner sind die Wangen im Wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet, so dass die Hebelzuge eines zwischen den Wangen schwenkbeweglich aufgenommenen zweiarmigen Hebels des Hebelmechanismus über den vorderen Bereich der feststehenden Hebelstange ragt.
Der Hebelmechanismus selbst umfasst eine mit den Wangen drehfest verbundene Achse, den bereits erwähnten zweiarmigen Hebel mit Hebelarmen unterschiedlicher Länge, der um die drehfeste Achse schwenkbeweglich gelagert ist. Das freie Ende des langen Hebelarms bildet dabei eine abgewinkelte Hebelzunge aus, während das freie Ende des kurzen Hebelarms in geeigneter Weise mit einem Koppelelement in Wirkverbindung steht.
Das Koppelelement, das zwischen dem freien Ende des kurzen Hebelarms und dem Betätigungsmechanismus eingeordnet ist, kann dabei in geeigneter Weise ausgebildet und Bestandteil des Hebelmechanismus sein.
Der Betätigungsmechanismus umfasst einen längserstreckten Körper in Art einer Gewindestange, mit einem ersten freien Ende, von dem ein Längenabschnitt mit Außengewinde direkt ausgeht.
Möglich ist es auch, dass an dem ersten freien Ende der Gewindestange zunächst ein Zapfen vorbestimmter Länge mit einem kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Außengewindes vorhanden ist, um über den Zapfen eine Wirkverbindung mit dem Koppelelement zu realisieren.
Ferner umfasst der Betätigungsmechanismus zwischen den bereits erwähnten Wangen eine schwenkbeweglich gelagerte, ein Innengewinde aufweisende Buchse. Das Gewinde des Außengewindeabschnitts der Gewindestange und das Innengewinde der Buchse stehen dabei miteinander in Eingriff.
Das Koppelelement verbindet in geeigneter Weise, zum Beispiel kraftschlüssig oder formschlüssig, einerseits das freie Ende des kurzarmigen Hebels und andererseits das freie gewindeseitige Ende der Gewindestange. Über eine am anderen freien Ende der Gewindestange ausgebildete Schlüsselfläche kann manuell oder motorisch eine Drehbewegung eingeleitet werden. Diese Drehbewegung wird aufgrund der ortsfest zwischen den Wangen gelagerten Buchse, mit deren Gewinde die Gewindestange in Eingriff steht, in eine axiale Verstellbewegung der Gewindestange umgesetzt. Dabei wandelt das Koppelelement die aus der Drehbewegung der Gewindestange resultierende axiale Verstellbewegung in eine Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels um, wodurch die am freien Ende des langarmigen Hebels vorhandene Hebelzunge einen bogenförmigen Hubweg realisiert, der geeignet ist, bei Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, den Sicherungsstift des Prüfbolzens zu montieren oder zu demontieren.
Das vordere Ende der feststehenden Hebelstange ist vorzugsweise an die Gegebenheiten des Prüfbolzens und an die Kontur der den Prüfbolzen aufnehmenden Bohrung des Käfigseitenteils angepasst, worauf noch eingegangen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. In dieser zeigt
1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
2 eine vergrößerte Darstellung der in 1 gezeigten Prinzipskizze, wobei sich die Hebelzunge der Vorrichtung in der Position „Sicherungsstift demontieren” befindet,
3 eine vergrößerte Darstellung der in 1 gezeigten Prinzipskizze, wobei sich die Hebelzunge der Vorrichtung in der Position „Sicherungsstift montieren” befindet,
4 eine vergrößerte Darstellung der in 1 gezeigten Prinzipskizze, mit einem in Vergleich mit den 2 und 3 anderen Koppelelement, wobei sich die Hebelzunge der Vorrichtung in der Position „Sicherungsstift demontieren” befindet, und
5 ausschnittweise eine schematische Seitenansicht eines Wälzlagers mit einem in einem Käfigseitenteil aufgenommenen Prüfbolzen, der durch einen Sicherungsstift fixiert am Käfigseitenteil ist.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Das in 5 ausschnittweise gezeigte Wälzlager 16 umfasst einen Innenring 17, einen Außenring 18 und zwischen diesen Lagerringen 17, 18 angeordnete zylindrische Wälzkörper 19. Die Wälzkörper 19 weisen jeweils eine axiale Bohrung auf, durch die mit geringem radialem Spiel je ein Bolzen geführt ist. Diese Bolzen sind fest mit den beiden Seitenteilen 20 des Käfigs verbunden. Der in 5 gezeigte Bolzen ist als Prüfbolzen 22 ausgeführt, der mit seinen freien Enden in die Seitenteile 20 des Käfigs eingeschraubt ist. Hierzu weist der Prüfbolzen 22 an seiner sichtbaren Stirnseite einen Schlitz 23 auf, in den ein Schraubendreher eingreifen kann. Der Prüfbolzen 22 ist in dem Käfigseitenteil 20 gegen ein Lösen durch einen Sicherungsstift 26 gesichert, der mit einem Teil seiner Länge in einer Radialbohrung 24 des Käfigseitenteils 20 steckt, und mit seiner restlichen Länge in eine Radialnut 25 eingreift, die ebenfalls in der hier sichtbaren Stirnseite des Prüfbolzens 22 ausgebildet ist.
Zum Lösen des Sicherungsstifts 26 zur Freigabe des Prüfbolzens 22 wird dieser von der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit deren vorderen Ende 1.1 radial untergriffen und dann mittels eines zweiarmigen Hebels 5 vollständig in die Radialbohrung 24 geschoben. Zum Verriegeln des Prüfbolzens 22 wird der Sicherungsstift 26 wieder zurück in die Radialnut 25 des Prüfbolzens 22 geschoben.
Die in den 1 bis 4 schematisch dargestellten Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstifts im Prüfbolzen eines Wälzlagers, die in Art eines zangenartigen Gebildes ausgebildet sind, bestehen aus einer feststehenden Hebelstange 1, deren vorderes Ende 1.1 stirnseitig flach und gerundet ausgebildet ist, um mit den in 5 dargestellten Gegebenheiten des jeweiligen Anwendungsfalls in Wirkverbindung gebracht zu werden.
Ferner umfasst die Vorrichtung eine erste Wange 2 und eine nicht sichtbare zweite Wange 2. Beide Wangen 2 sind im vorderen Bereich der feststehenden Hebelstange 1, und zwar an deren Seitenflächen, einander diametral gegenüberliegend angeordnet und mit dieser Hebelstange 1 fest verbunden.
Mit den Wangen 2 ist an geeigneter Stelle eine Achse 3 drehfest verbunden. Um die Achse 3 ist ein aus einem zweiarmigen Hebel 5 bestehender Hebelmechanismus 4 schwenkbeweglich gelagert. Der zweiarmige Hebel 5 bildet, ausgehend von seiner Drehachse, nämlich der Achse 3, einen langen Hebelarm 5.1 und einen kurzen Hebelarm 5.2 aus. Am freien Ende des Hebelarms 5.1 ist eine abgewinkelte Hebelzunge 5.1.1 ausgebildet, die am besten in den 2 und 3 erkennbar ist.
Wie die 2 bis 4 zeigen, ist zwischen dem freien Ende des kurzen Hebelarms 5.2 des zweiarmigen Hebels 5 und einem Betätigungsmechanismus 6 ein geeignet ausgebildetes Koppelelement 7 eingeordnet. Das Koppelelement 7 kann dabei im Bereich der Wangen 2 mit dem freien Ende des kurzen Hebelarms 5.2 und mit dem Betätigungsmechanismus 6 kraft- oder formschlüssig verbunden sein.
Bei einer kraftschlüssigen Verbindung kann das geeignet ausgebildete Koppelelement 7 zum Beispiel ein Drehgelenk sein, an dem einerseits das freie Ende des kurzen Hebelarms 5.2 und andererseits der Betätigungsmechanismus 6 angelenkt sind.
Bei einer formschlüssigen Verbindung kann als Koppelelement 7 zum Beispiel ein mit einer nicht dargestellten Druckfeder belasteter kugelförmiger Körper zwischen dem freien Ende des kurzen Hebelarms 5.2 und dem Betätigungsmechanismus 6 vorgesehen sein, welches 4 zeigt. Dem Fachmann sind also hinsichtlich der geeigneten Ausbildung des Koppelelements 7 keine Grenzen gesetzt.
In den 1 bis 4 umfasst der mit dem Koppelelement 7 in Verbindung stehende Betätigungsmechanismus 6 eine einen Außengewindeabschnitt 8.1 aufweisende Gewindestange 8 und eine zwischen den Wangen 2, zum Beispiel an entsprechend ausgebildeten Lagerbolzen 9.1 beweglich gelagerte, ein Innengewinde aufweisende Buchse 9. Dabei steht das Gewinde des Außengewindeabschnitts 8.1 mit dem Innengewinde der Buchse 9 in Eingriff. Das Gewinde des Außengewindeabschnitts 8.1 erstreckt sich, etwa ausgehend von dem den Koppelelement 7 zugewandten Endbereich der Gewindestange 8, über eine Länge, die dem mehrfachen Schwenkweg der Hebelzunge 5.1.1 entspricht. Am anderen freien Ende der Gewindestange 8 ist eine Schlüsselfläche 8.2 vorgesehen, über die manuell oder motorisch die Gewindestange 8 in eine entsprechende Drehbewegung versetzt werden kann (siehe auch Pfeil 10).
Die Gewindestange 8 realisiert im Zusammenwirken mit der Buchse 9 bei entsprechend eingeleiteter Drehbewegung eine axiale Verstellbewegung in Richtung des Doppelpfeils 11 gemäß 1. Die axiale Verstellbewegung der Gewindestange 8 bewirkt nun, dass das zwischen dem freien Ende des kurzen Hebelarms 5.2 und dem gewindeseitigen Ende der Gewindestange 8 eingebundene Koppelelement 7 die axiale Verstellbewegung in eine Schwenkbewegung der am zweiarmigen Hebel 5 vorhandenen Hebelzunge 5.1.1 umwandelt.
Die 2 und 4 zeigen die Hebelzunge 5.1.1 in einer Position, die sie einnimmt, nachdem die Gewindestange 8 in Drehbewegung versetzt und in Richtung des Pfeils 12 axial verstellt ist. Der in 5 dargestellte Sicherungsstift 25 ist mittels der Hebelzunge 5.1.1 aus dem Prüfbolzen 22 und der den Prüfbolzen 22 aufnehmenden Bohrung 21 des entsprechenden Käfigseitenteils 20 in Richtung des Pfeils 13 heraus geschoben, also teilweise demontiert.
Den umgekehrten Fall, das Hineinschieben des Sicherungsstiftes 26 in die betreffende Bohrung 21 des Käfigseitenteils 20 und den dabei zu vollziehenden Bewegungsablauf deuten die Pfeile 14 und 15 in 3 an.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung werden in vorteilhafter Weise die aus dem Stand der Technik bekannten Unzulänglichkeiten vermieden. Auf einfache Art und Weise kann mit nur einem einzigen Werkzeug der Sicherungsstift 26 demontiert und montiert werden, ohne dabei die den Sicherungsstift 26 aufnehmenden Bohrungen 24 des Käfigseitenteils 20 bzw. die Radialnut 25 des Prüfbolzens 22 und andere Teile des Wälzlagers 16 zu beschädigen. Darüber hinaus wird der Zeitaufwand für die Montage sowie Demontage erheblich reduziert und damit ein Beitrag zur Kostensenkung geleistet.
Bezugszeichenliste

1: Hebelstange, feststehend
1.1: Vorderes Ende der Hebelstange 1
2: Wange
3: Achse
4: Hebelmechanismus
5: Hebel, zweiarmig
5.1: Hebelarm, lang
5.1.1: Hebelzunge
5.2: Hebelarm, kurz
6: Betätigungsmechanismus
7: Koppelelement
8: Gewindestange
8.1: Außengewindeabschnitt
8.2: Schlüsselfläche
9: Buchse
9.1: Lagerbolzen
10: Pfeil
11: Doppelpfeil
12: Pfeil
13: Pfeil
14: Pfeil
15: Pfeil
16: Wälzlager
17: Innenring
18: Außenring
19: Wälzkörper
20: Käfigseitenteil
21: Bohrung
22: Prüfbolzen
23: Schlitz
24: Radialbohrung
25: Radialnut
26: Sicherungsstift

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1722510 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstifts (26) im Prüfbolzen (22) eines Wälzlagers (16), gekennzeichnet durch ein zangenartiges Gebilde, umfassend eine feststehende Hebelstange (1), einen mit der Hebelstange (1) über eine erste und zweite Wange (2) verbundenen Hebelmechanismus (4), einen Betätigungsmechanismus (6) und ein den Hebelmechanismus (4) und den Betätigungsmechanismus (6) miteinander verbindendes Koppelelement (7).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelmechanismus (4) eine mit den Wangen (2) drehfest verbundene Achse (3) und einen um die Achse (3) schwenkbeweglich gelagerten zweiarmigen Hebel (5) mit abgewinkelter Hebelzunge (5.1.1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (6) eine einen Außengewindeabschnitt (8.1) aufweisende Gewindestange (8) und eine zwischen den Wangen (2) beweglich gelagerte, ein Innengewinde aufweisende Buchse (9) umfasst, und wobei das Gewinde des Außengewindeabschnitts (8.1) der Gewindestange (8) und das Innengewinde der Buchse (9) miteinander in Eingriff steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (7) zwischen dem zweiarmigen Hebel (5) und dem Betätigungsmechanismus (6) eingeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindeabschnitt (8.1) an den dem Koppelelement (7) zugewandten Endbereich der Gewindestange (8) ausgebildet ist und eine Länge aufweist, die dem mehrfachen Schwenkweg der abgewinkelten Hebelzunge (5.1.1) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (7) zwischen dem zweiarmigen Hebel (5) und dem Betätigungsmechanismus (6) eingeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (7) das eine freie Ende des zweiarmigen Hebels (5) und das den Außengewindeabschnitt (8.1) aufweisende Ende der Gewindestange (8) verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (7) eine aus der Drehbewegung der Gewindestange (8) resultierende axiale Verstellbewegung in eine Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels (5) umwandelt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen freien Ende der Gewindestange (8) eine Schlüsselfläche (8.2) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (1.1) der feststehenden Hebelstange (1) eine an die Gegebenheiten des Prüfbolzens (22) und an die Kontur der den Prüfbolzen (22) aufnehmenden Bohrung (21) des Käfigseitenteils (20) angepasst ist.
Koppelelement in einer Vorrichtung zum Montieren und Demontieren eines Sicherungsstiftes (26) in Prüfbolzen (22) eines Wälzlagers (16) nach den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine geeignete Ausbildung zum kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbinden des Hebelmechanismus (4) mit dem Betätigungsmechanismus (6).