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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Demontage von Wälzlagern, insbesondere
von in sich nicht zerlegbaren Wälzlagern, die paarweise, jeweils in einer
Presspassung einer Durchgangsbohrung eines Maschinenbauteils angeordnet sind.
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Wälzlageranordnungen dieser Art kommen beispielsweise, jedoch keineswegs
ausschließlich bei der Lagerung von langgestreckten Rollen wie z. B. von
Stranggussrollen zum Einsatz. Aufgrund des hierbei lediglich in geringem Umfang
zur Verfügung stehenden axialen Bauraums lassen sich Wälzlageranordnungen bei
derartigen langgestreckten Stützrollen, die oft einen verhältnismäßig geringen
Durchmesser aufweisen, häufig nicht in der konventionellen Weise als Fest-
Loslager-Kombination ausführen, sondern es werden in solchen Fällen oftmals
zwei identische axial bewegliche Rollenlager, insbesondere die hierzu besonders
geeigneten Tonnenrollenlager eingesetzt. Dabei erfolgt die notwendige Festlegung
der Rolle in axialer Richtung nicht durch die Lagerung selbst, sondern durch
zusätzlich vorzusehende, geeignete Anlaufbünde bzw. Anlaufscheiben. Die beiden
Wälzlager werden dabei auf der zumeist glatt zylindrischen Achse der Stützrolle
mittels einer Distanzhülse axial auf Block gespannt und so auf der Achse
festgelegt.
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Die aufgrund ihrer hohen Belastbarkeit sowie ihrer Fähigkeit, gewisse
Axialverschiebungen und Schiefstellungen schadlos aufnehmen zu können, für
derartige Lagerungen langgestreckter Stützrollen besonders geeigneten
selbsteinstellenden Tonnenrollenlager sind jedoch bauartbedingt, im Unterschied zu
den für solche Lagerungen früher verwendeten Nadellagern, in sich nicht zerlegbar.
Damit entfällt jedoch auch die bei der Verwendung von Nadellagern noch
vorhandene Möglichkeit, nach Entfernen der Lagerinnenringe sowie der
Wälzkörper die Lageraußenringe mittels der zwischen den Lagern angeordneten
Distanzhülse aus den Presssitzen der Stützrolle herausdrücken zu können, mangels
Zugriffsmöglichkeit auf die bei nichtzerlegbaren Lagern zwischen den
Lagerinnenringen verborgene Distanzhülse. Ein Auspressen der Außenringe mittels
Kraftübertragung auf Innenringe und über die Wälzkörper verbietet sich ebenfalls,
da sich derartige Wälzlager aufgrund der durch Form und Anordnung der
Wälzkörper entstehenden Spreizwirkung nur noch fester in den Presssitzen der
Rolle verspreizen. Ein Auspressen über die Innenringe würde daher mindestens zur
Zerstörung des Wälzlagers, sowie mit hoher Wahrscheinlichkeit darüber hinaus zur
Zerstörung der Rolle selbst bzw. der Lagersitze der Rolle führen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zu schaffen, mit
dem sich paarweise in einer Durchgangsbohrung eines Maschinenteils angeordnete,
insbesondere nicht zerlegbare Wälzlager aus den Presssitzen der
Durchgangsbohrung entfernen lassen, ohne dass dabei die Lager noch das
Maschinenbauteil oder die Presssitze beschädigt werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Demontagewerkzeug nach der Lehre des
Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Das Demontagewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt einen im
wesentlichen zylindrisch geformten Auspressdorn, dessen Außendurchmesser
zumindest geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Innenringe der
auszupressenden Wälzlager ist. Der Auspressdorn weist weiterhin zumindest eine,
vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Klinken auf, die in jeweils einer Ausnehmung
des Dorns angeordnet sind sowie, innerhalb einer Axialebene des Dorns beweglich,
mit dem Dorn verbunden sind. Die Klinken sind dabei an einem ersten
Klinkenende mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Vorsprung versehen, der
formkorrespondierend zu einer im Bereich eines Endes der zwischen den beiden
Lagerinnenringen angeordneten Distanzhülse angeordneten Aussparung
ausgebildet ist.
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Jede der Klinken kann nun aus einer ersten Klinkenstellung, in welcher der radiale
Klinkenvorsprung nicht über den Außenradius des Auspressdorns hinausragt, in
eine zweite Stellung verbracht werden, in welcher der Klinkenvorsprung über den
Außenradius des Auspressdorns hinausragt sowie mit der zum Klinkenvorsprung
formkorrespondierenden Ausnehmung der Distanzhülse formschlüssig so in
Eingriff gebracht werden kann, dass zumindest in Dorneinschubrichtung Kräfte
vom Dorn über die Klinke sowie den Klinkenvorsprung auf die Distanzhülse
übertragen werden können. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der
Auspressdorn mit sich in ihrer ersten Stellung befindlichen Klinken, in der die
Klinkenvorsprünge nicht über den Außendurchmesser des Auspressdorns
hinausragen, nach Entfernung der Rollenachse zumindest so weit in den Innenring
eines der beiden Wälzlager hineingeschoben werden kann, bis sich das erste
Klinkenende mit seinem radialen Vorsprung hinter dem Wälzlager, bzw. im
Bereich zwischen den beiden Wälzlagern befindet.
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Sodann lassen sich durch geeignete Mittel die Klinken aus ihrer ersten in ihre
zweite Stellung verbringen, in der die radialen Vorsprünge über den
Außendurchmesser des Auspressdorns hinausragen. Dabei geraten die radialen
Klinkenvorsprünge gleichzeitig in Eingriff mit den an der Distanzhülse
angebrachten Ausnehmungen. Nunmehr kann durch Aufbringen einer
Auspresskraft auf das freie Ende des Auspressdorns diese Auspresskraft über
Auspressdorn, Klinken und Klinkenvorsprünge auf die zwischen den Innenringen
der Wälzlager angeordnete Distanzhülse übertragen werden, während eine
entsprechende Gegen- bzw. Haltekraft auf die hierzu beispielsweise
einzuspannende Rolle übertragen wird. Aufgrund der Formgebung der
Distanzhülse sowie gegebenenfalls zusätzlich vorhandener Zwischenringe
zwischen Lageraußenring und Axialanschlag des Presssitzes in der Rolle kommt
die Distanzhülse sodann nicht nur am Innenring, sondern nach einem kurzen
Verfahrweg, ggf. mittels des Zwischenrings, auch am Außenring des dem
Auspressdorn gegenüberliegenden Wälzlagers zur Anlage. Auf diese Weise kann
das dem Auspressdorn jeweils gegenüberliegende Wälzlager durch
Kraftübertragung lediglich auf den Außenring schadlos aus seinem Presssitz in der Rolle
entfernt werden.
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Für die Erfindung ist es zunächst nicht wesentlich, auf welche Weise die Klinken
nach dem Einstecken des Auspressdorns in eines der Wälzlager aus ihrer ersten in
ihre zweite Stellung verbracht werden. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass dies
mittels eines mechanischen Antriebs über eine Gewindespindel, oder aber auch
hydraulisch erfolgen kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind zur Bewegung der Klinken aus ihrer ersten in ihre zweite
Stellung jedoch keine eigenen Antriebseinrichtungen notwendig, da die Klinken
gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wippenartig ausgebildet sind.
Geometrie und Abmessungen dieser wippenartig ausgebildeten Klinken sowie die
Position ihrer Lagerstelle am Auspressdorn sind dabei so gewählt, dass in den
beiden Endpositionen dieser Klinken jeweils gerade eines der beiden Klinkenenden
über den Außendurchmesser des Auspressdorn hinausragt, während das andere
nicht über diesen Außendurchmesser hinausragt. Zudem ist die Klinke so gestaltet,
dass ihre domaxiale Länge größer als die Breite des Lagerinnenrings ist.
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Das dornendseitig angeordnete erste Ende dieser Klinke bildet dabei den radialen
Klinkenvorsprung, während sich auf das zweite Ende der Klinke, das sich in der
Eingriffsstellung des. Klinkenvorsprungs an der Distanzhülse aufgrund der so
bemessenen Länge der Klinke noch im Bereich vor bzw. außerhalb der Lagerung
befindet, beispielsweise manuell eine Kraft aufbringen lässt, durch welche die
Klinke aus ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung verbracht werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die nach
radial außen weisende Oberfläche der wippenartig ausgebildeten Klinke mit einer
muldenartigen Ausnehmung bzw. Steuerfläche versehen, die sich im wesentlichen
über die gesamte lageraxiale Längsausdehnung der Klinke erstreckt. Diese
muldenartige Ausnehmung der radial äußeren Oberfläche der Klinke kann dabei
insbesondere auf Abmessungen und Geometrie des Lagerinnenrings dergestalt
abgestimmt werden, dass sie eine Steuerfläche bildet, die, nachdem die Klinke
zuvor in ihre erste Stellung verbracht wurde, beim Einschieben des Auspressdorns
in einen der Lagerinnenringe eine selbsttätige Bewegung der Klinke aus ihrer
ersten in ihre zweite Stellung hervorruft. Dies geschieht dadurch, dass das in der
ersten Stellung der Klinke über den Außendurchmesser des Auspressdorns noch
hinausragende zweite Ende der Klinke beim Einschieben des Auspressdorns am
Innendurchmesser des Lagerinnenrings abgleitet und dadurch nach radial innen
gedrückt wird. Ebenso findet beim Zurück- bzw. Herausziehen des Auspressdorns,
nach dem Auspressen eines der Lager, ein Abgleiten des in der zweiten
Klinkenstellung erhabenen ersten Klinkenendes am Innendurchmesser des
Lagerinnenrings des jeweils anderen Wälzlagers statt, wodurch sich die Klinke selbsttätig
wieder in ihre erste Stellung zurückbewegt.
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Für eine weiter erleichterte Handhabung des Werkzeugs weist das Werkzeug
gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung federelastische
Mittel auf, die so zwischen Auspressdorn und Klinke angeordnet sind, dass die
Klinke bei Kräftefreiheit durch die federelastischen Mittel in ihre erste Position
bewegt wird bzw. in ihrer ersten Position gehalten wird. Dadurch lässt sich
gewährleisten, dass sich die Klinke vor dem Einschieben des Auspressdorns in
einen der Lagerinnenringe stets in der hierzu notwendigen ersten Position befindet.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispielen
darstellender Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Demontagewerkzeugs gemäß der
vorliegenden Erfindung im Axialschnitt sowie im Querschnitt;
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Fig. 2 das Demontagewerkzeug gemäß Fig. 1 in teilweise geschnittener
Draufsicht, senkrecht zur Schnittdarstellung der Fig. 1;
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Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Demontagewerkzeugs gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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In Fig. 1 erkennt man zunächst eine lediglich teilweise dargestellte Stützrolle 1,
beispielsweise eine Stranggießrolle. Die Stützrolle 1 besitzt zwei zueinander
spiegelsymmetrische Lagerstellen, von denen in der Fig. 1 jedoch nur eine
Lagerstelle 2 dargestellt ist. Jede der beiden Lagerstellen umfasst ein Wälzlager 3,
beispielsweise ein selbsteinstellendes Tonnenrollenlager. Die beiden Wälzlager 3
sind jeweils in Presssitze 4 eingepresst, die sich an den Enden der
Durchgangsbohrung der Stützrolle 1 befinden. Zwischen den beiden Innenringen
der Wälzlager 3 ist eine Distanzhülse S angeordnet, die insbesondere dazu dient,
die Innenringe der beiden Wälzlager auf der im wesentlichen glatten Achse der
Stützrolle 1, die in der Darstellung der Fig. 1 bereits entfernt wurde, mittels axial
aufzubringender Kräfte gegeneinander auf Block festzuspannen.
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Die in Fig. 1 dargestellte Lagerung der Stützrolle 1 umfasst weiterhin für jedes
der Wälzlager 3 einen Stützring 6, über den sich der im Presssitz 4 befindliche
Außenring des Wälzlagers 3 an einem entsprechenden Absatz 7 der
Innendurchgangsbohrung der Stützrolle 1 abstützt. Der Zwischenring 6 dient,
zusammen mit einem zur Kontur 9 des Zwischenrings 6 formkomplementär
ausgebildeten Absatz 8 an der Distanzhülse 5 insbesondere zum Auspressen des
Wälzlagers 3 über den Lageraußenring, indem Auspresskräfte - beispielsweise von
der in der Zeichnung linken Seite aus - auf die Distanzhülse 5 aufgebracht werden,
von wo sie nach Anlage des Absatzes 8 der Distanzhülse 5 am vorspringenden
Absatz 9 des Zwischenrings 6 auf den Zwischenring 6 übertragen werden. So
lassen sich Zwischenring 6 und über den Lageraußenring Wälzlager 3 aus dem
Presssitz 4 der Stützrolle 1 auspressen.
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Zur Übertragung der Auspresskräfte zunächst auf die Distanzhülse S dient das
ebenfalls aus Fig. 1 ersichtliche Auspresswerkzeug 10 mit Auspressdorn 11 und
Klinke 12. Dabei ist in der unteren Hälfte von Fig. 1 der Auspressdorn 11 in einer
ersten Stellung gezeichnet, in welcher sich die Klinke 12 in ihrer ebenfalls ersten
Stellung befindet, in der der am ersten Ende der Klinke 12 angeordnete radiale
Vorsprung 13 nicht über den Außendurchmesser des Auspressdorns 11 hinausragt
und somit der Dorn 11 mitsamt der Klinke 12 in den Innenring des Wälzlagers 3
hineingeschoben werden kann. Beim Hineinschieben des Auspressdorns 11 kommt
die Kante 14 des Lagerinnenrings in Kontakt mit der muldenartig ausgebildeten
und am zweiten Ende der Klinke 12 eine Rampe 15 bildenden, radial
außenliegenden, konkav gekrümmt ausgebildeten Oberfläche 16 der Klinke 12,
wodurch die um die Achse 17 schwenkbare Klinke 12 aus ihrer ersten Stellung, bei
weiterem Einschieben des Einpressdorns 11, in ihre zweite Stellung verbracht wird.
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In der zweiten Klinkenstellung berührt der radial am weitesten außen liegende
Punkt 18 des zweiten Endes der Klinke 12 gerade den Innendurchmesser des
Lagerinnenrings, während die Klinke 12 mit ihrem zweiten Ende am Grund 19 der
Ausnehmung 20 des Auspressdorns 11 anliegt. Um auch bei verschmutztem bzw.
mit Lagerfett benetztem Auspressdorn 11 ein definiertes Anliegen des zweiten
Klinkenendes am Grund 19 der Ausnehmung 20 des Auspressdorns 11 zu
gewährleisten, ist die Anlagefläche der Klinke mit querverlaufenden
Ausfräsungen 21 versehen, in welche die Verschmutzungen und/oder das
Schmierfett hineinverdrängt werden können.
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Mit anderen Worten wird beim Einstecken des Auspressdorns 11 in den
Lagerinnenring des Wälzlagers 3 die Klinke 12 mittels Abgleiten der Rampe 15 an
der Kante 14 selbsttätig aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung verbracht, in der der
am ersten Ende der Klinke 12 angeordnete radiale Vorsprung 13 in die zum
radialen Vorsprung 13 formkorrespondierende Ausnehmung 22 an der
Distanzhülse 5 eingreift. Hierdurch werden beim weiteren Einschieben des
Auspressdorns 11 durch den Innenring des Wälzlagers 3 hindurch die
Auspresskräfte von der (nicht dargestellten) Presse, beispielsweise mittels
Pressenadapter 23 gemäß Fig. 2, auf den Dorn 11, von dort über die Achse 17 auf
die Klinke 12 und vom Klinkenvorsprung 13 auf die Ausnehmung 22 der
Zwischenhülse 5 übertragen. Durch die Auspresskraft wird der Auspressdorn 11
unter Mitnahme der Zwischenhülse 5 nach links verschoben, bis die
Zwischenhülse 5 mit einem an ihrem nicht dargestellten linken Ende angeordneten
Absatz, der, spiegelbildlich wie die gesamte Lageranordnung; spiegelbildlich zum
Absatz 8 an ihrem rechten Ende ausgebildet ist, am Zwischenring des linken
Wälzlagers zur Anlage kommt.
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Nun kann durch weiteres Einpressen des Auspressdorns 11 unter Mitnahme der
Zwischenhülse 5 sowie des linken Zwischenrings das linke Wälzlager durch
Kraftübertragung über den linken Zwischenring auf den Lageraußenring aus
seinem Presssitz herausgedrückt werden. Die dabei auftretende geringfügige axiale
Verschiebung des Innenrings gegenüber dem Außenring aufgrund des Abstands 24
zwischen den Absätzen 8 der Distanzhülse 5 und den Ansätzen 9 der
Zwischenringe 6 ist wegen der verwendeten, gegenüber begrenzten
Axialverschiebungen unempfindlichen Wälzlager unkritisch und wird vom
auszupressenden Wälzlager ohne Beschädigung aufgenommen.
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Nach dem Auspressen des linken Wälzlagers wird der Auspressdorn 11, durch den
Innenring des rechten Wälzlagers 3 hindurch, wieder herausgezogen, wobei sich
die Klinken 12 des Auspressdorns 11 durch entsprechendes Abgleiten ihrer
gekrümmten Außenkontur 16 am Innendurchmesser des Lagerinnenrings selbsttätig
wieder in ihre erste Stellung zurückbewegen. Der Auspressdorn 11 kann danach
vom anderen Ende her in die Stützrolle 1 eingeführt und zum Auspressen auch des
rechten Wälzlagers 3, wiederum mittels Kraftübertragung über Distanzhülse 5 und
nun über den rechten Zwischenring 6, eingesetzt werden.
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In Fig. 3 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ausbauwerkzeugs
gemäß der Erfindung dargestellt, das sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
und 2 dadurch unterscheidet, dass die Klinke 12 bei Kräftefreiheit mittels als
Schraubenfeder 25 ausgebildeter federelastischer Mittel in ihre erste Position
zurückbewegt bzw. in ihrer ersten Position gehalten wird, was das Risiko einer
Fehlbedienung verringert und die Handhabung des Ausbauwerkzeugs erleichtert.
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Im Ergebnis wird damit deutlich, dass sich dank der Erfindung nun auch die mit
nichtzerlegbaren Wälzlagern, insbesondere mit Tonnenrollenlagern versehenen
Lagerungen, beispielsweise von langgestreckten Stütz- oder Andruckrollen, zu
Wartungs- oder Reparaturzwecken zerlegen lassen, ohne dass dabei die Gefahr
einer Beschädigung der Wälzlager noch der Lagersitze oder der Stützrolle besteht.
Bezugszeichen
1 Rolle
2 Lagerung
3 Wälzlager
4 Preßsitz
5 Distanzhülse
6 Zwischenring
7 Absatz
8 Absatz
9 Absatz
10 Werkzeug
11 Dorn
12 Klinge
13 Vorsprung
14 Kante
15 Rampe
16 Steuerfläche
17 Achse, Stift
18 höchster Punkt
19 Grund der Ausnehmung
20 Ausnehmung
21 Ausfräsungen
22 Ausnehmung
23 Pressenadapter
24 Abstand
25 Schraubenfeder