DE29906373U1 - Arrangement for the non-rotatable fixing of the outer ring of a bearing - Google Patents
Arrangement for the non-rotatable fixing of the outer ring of a bearingInfo
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Description
SKF GmbH Schweinfurt, 1999.04.08SKF GmbH Schweinfurt, 1999.04.08
DE 99 006 DE STP-go.neDE 99 006 DE STP-go.ne
BeschreibungDescription
Anordnung zur verdrehsicheren Festlegung des Außenringes eines LagersArrangement for securing the outer ring of a bearing against rotation
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur verdrehsicheren Festlegung des Außenringes eines Lagers in einer Gehäusebohrung, wobei im Außenring des Lagers und im das Lager aufnehmenden Gehäuse jeweils eine Ausnehmung ausgebildet ist und wobei in die beiden Ausnehmungen ein Sperrelement formschlüssig eingreifen kann.The invention relates to an arrangement for securing the outer ring of a bearing in a housing bore in a manner that prevents it from twisting, wherein a recess is formed in the outer ring of the bearing and in the housing that accommodates the bearing, and wherein a locking element can engage in a form-fitting manner in the two recesses.
Verdrehsicherungen in Lageranordnungen der genannten Gattung sind bekannt. Häufig besteht die Notwendigkeit, den Lageraußenring eines Wälzlagers im Gehäuse so zu fixieren, daß er nicht mitrotieren kann. Es ist zu diesem Zwecke bekannt, vorzugsweise eine Radialbohrung durch das Gehäuse und einen Teil des Lageraußenringes einzubringen, in die dann ein Sperrstift eingeführt wird.Anti-rotation devices in bearing arrangements of the type mentioned are known. It is often necessary to fix the outer bearing ring of a rolling bearing in the housing so that it cannot rotate. For this purpose, it is known to preferably make a radial bore through the housing and part of the outer bearing ring, into which a locking pin is then inserted.
Nachteilhaft bei dieser vorbekannten Lösung ist es, daß eine spanende Bearbeitung bei bereits eingesetztem Lager erfolgen muß, was aufwendig und teuer ist. Zudem besteht die Gefahr, daß der Lageraußenring durch eine zu tief eingebrachte Bohrung entscheidend geschwächt wird.The disadvantage of this previously known solution is that machining must be carried out on the bearing that is already in place, which is complex and expensive. There is also the risk that the bearing outer ring will be significantly weakened by drilling too deep.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Anordnung zur Verdrehsicherung des Lageraußenringes in einer Gehäusebohrung derartThe invention is therefore based on the object of improving the previously known arrangement for securing the bearing outer ring against rotation in a housing bore in such a way
weiterzubilden, daß die vorbekannten Nachteile vermieden werden können. Es soll also sowohl ausgeschlossen sein, daß der Lageraußennng nennenswert geschwächt wird, als auch, daß es einer weiteren Bearbeitungsoperation bei bereits montiertem Lager bedarf. Besonderes Augenmerk soll darauf liegen, daß eine sehr einfache Montage des Sperrelements möglich wird und daß zudem absolut sichergestellt ist, daß das Sperrelement im späteren Betrieb des Lagers unter keinen Umständen herausfallen kann.to develop it further so that the previously known disadvantages can be avoided. It should therefore be ruled out that the bearing outer ring is significantly weakened and that further machining operations are required when the bearing is already mounted. Particular attention should be paid to making it very easy to mount the locking element and to ensuring that the locking element cannot fall out under any circumstances during subsequent operation of the bearing.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (7) mit einem elastischen Element (8) zusammenwirkt, durch welches das Sperrelement (7) mit einer Vorspannkraft (F) beaufschlagt werden kann.The solution to this problem by the invention is characterized in that the locking element (7) interacts with an elastic element (8), by means of which the locking element (7) can be subjected to a prestressing force (F).
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß mindestens eine Ausnehmung (5, 6) als Sackloch ausgebildet ist und das elastische Element (8) am Ende des Sacklochs angeordnet ist. Als elastisches Element (8) kommt vorzugsweise eine Feder zum Einsatz. Dabei ist gemäß einer weiteren Fortbildung vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Ausnehmungen (5) im Außenring (1) des Lagers (2) im Seitenbereich (9) des Außenringes (1) angeordnet sind.Preferably, it is provided that at least one recess (5, 6) is designed as a blind hole and the elastic element (8) is arranged at the end of the blind hole. A spring is preferably used as the elastic element (8). According to a further development, it is advantageously provided that the recesses (5) in the outer ring (1) of the bearing (2) are arranged in the side region (9) of the outer ring (1).
Um die erfindungsgemäße Idee fertigungstechnisch möglichst einfach umsetzen zu können, ist weiterhin vorgesehen, daß die Ausnehmung (5') im Außenring (1) des Lagers (2) als Nut ausgebildet ist, die sich vom Seitenbereich (9) des Außenrings (1) bis zum Außenumfang des Außenrings (1) erstreckt. Dabei kann es sehr vorteilhaft sein, wenn die Form des Sperrelements (7) der Form mindestens einer Ausnehmung (5) angepaßt ist. Unter Anpassung der Form ist hierbei zu verstehen, daß das Sperrelement mindestens in einem Schnitt im wesentlichen zu der Form der Ausnehmung in diesem Schnitt korrespondiert.In order to be able to implement the inventive idea as simply as possible in terms of manufacturing technology, it is further provided that the recess (5') in the outer ring (1) of the bearing (2) is designed as a groove that extends from the side area (9) of the outer ring (1) to the outer circumference of the outer ring (1). It can be very advantageous if the shape of the locking element (7) is adapted to the shape of at least one recess (5). Adaptation of the shape is to be understood here as meaning that the locking element essentially corresponds to the shape of the recess in this section at least in one section.
Das Sperrelement (7) ist dabei bevorzugt mit Spielpassung zu den Ausnehmungen (5, 6) ausgeführt. Die erfindungsgemäße Verdrehsicherung eignet sich besonders fürThe locking element (7) is preferably designed with a clearance fit to the recesses (5, 6). The anti-twisting device according to the invention is particularly suitable for
Wälzlager, insbesondere fur solche, die zum Ausgleich geringfügiger Winkelbewegungen und/oder Axialbewegungen ausgebildet sind.Rolling bearings, particularly those designed to compensate for slight angular movements and/or axial movements.
Mit den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Merkmalen wird die zugrundeliegende Aufgabe gelöst:The features proposed according to the invention solve the underlying problem:
Insbesondere das Anordnen der Ausnehmung im Seitenbereich des Außenrings des Lagers verhindert eine Schwächung der Tragfähigkeit des Lagers. Die Einbringung einer Feder in ein Sackloch und das Vorspannen des Sperrelements durch diese Feder mit einer Vorspannkraft ermöglicht - wie anhand des Ausfuhrungsbeispiels zu sehen sein wird - eine außergewöhnlich einfache und problemlose Montage der Verdrehsicherung.In particular, arranging the recess in the side area of the outer ring of the bearing prevents the bearing's load-bearing capacity from being weakened. Inserting a spring into a blind hole and pre-tensioning the locking element with this spring using a pre-tensioning force enables - as will be seen from the example - an exceptionally simple and problem-free installation of the anti-twisting device.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing.
Figur 1 zeigt die Lagerung einer Welle mittels eines Lagers in einem Gehäuse,Figure 1 shows the support of a shaft by means of a bearing in a housing,
Figur 2 stellt einen Detailausschnitt aus Figur 1 dar, nämlich das Sperrelement in seinen Ausnehmungen im montierten Zustand, inFigure 2 shows a detail from Figure 1, namely the locking element in its recesses in the assembled state, in
Figur 3 ist dieselbe Darstellung wie in Figur 2 zu sehen, wobei jedoch der Zustand unmittelbar vor Erreichen der Endposition des Sperrelements dargestellt ist;Figure 3 shows the same representation as in Figure 2, but showing the condition immediately before the locking element reaches its end position;
Figur 4 zeigt schließlich den Detailausschnitt mit einer etwas anders ausgeführten Ausnehmung.Figure 4 finally shows the detailed section with a slightly different recess.
In Figur 1 ist eine Lageranordnung zu sehen. Es gilt, die Welle 12 relativ zu dem Gehäuse 4 mittels eines Wälzlagers 2 zu lagern. Bei dem Wälzlager 2 handelt es sich um ein solches Lager, das in der Lage ist, sowohl geringfügige Winkelbewegungen zwischen Innen- und Außenring auszufuhren als auch kleineFigure 1 shows a bearing arrangement. The shaft 12 is to be supported relative to the housing 4 by means of a rolling bearing 2. The rolling bearing 2 is a bearing that is capable of carrying out both small angular movements between the inner and outer ring and small
Axialbewegungen des Innenringes relativ zum Außenring auszugleichen. Im skizzierten Fall handelt es sich um ein sogenanntes CARB-Lager (Marke der SKF AB, Schweden), bei dem sowohl die Winkelbeweglichkeit als auch die Axialbewegung infolge des ballig ausgeführten Profils des Innen- und Außenrings möglich ist. Das Lager 2 ist in bekannter Weise axial festgelegt. Hierbei sei auf die Nut 13 in Gehäuse 4 und den Ring 14 verwiesen; der Innenring 10 ist entsprechend fixiert.To compensate for axial movements of the inner ring relative to the outer ring. In the case outlined, it is a so-called CARB bearing (brand of SKF AB, Sweden), in which both angular mobility and axial movement are possible due to the spherical profile of the inner and outer rings. The bearing 2 is axially fixed in a known manner. Reference is made here to the groove 13 in the housing 4 and the ring 14; the inner ring 10 is fixed accordingly.
Der Außenring 1 des Lagers 2 sitzt relativ locker, also mit Spielpassung, in der Gehäusebohrung 3 des Gehäuses 4. Dadurch muß - wenn auf weitere Vorkehrungen verzichtet wird - befürchtet werden, daß beim Rotieren der Welle und damit des Innenrings 10 und der Wälzkörper 11 des Lagers 2 der Außenring 1 ebenfalls angeregt wird, eine Rotationsbewegung in der Lagerbohrung 3 auszuführen. Dagegen ist folgende Vorkehrung getroffen:The outer ring 1 of the bearing 2 sits relatively loosely, i.e. with a clearance fit, in the housing bore 3 of the housing 4. As a result, if further precautions are not taken, there is a risk that when the shaft rotates and thus the inner ring 10 and the rolling elements 11 of the bearing 2, the outer ring 1 will also be stimulated to perform a rotational movement in the bearing bore 3. The following precaution has been taken to prevent this:
Wie am besten in Figur 2 zu sehen ist, ist eine Ausnehmung 5 in Form einer Bohrung in den Außenring 1 des Lagers eingebracht. Die Bohrung befindet sich dabei an der Seite 9 des Außenrings 1. In das Gehäuse 4 ist ebenfalls eine Ausnehmung 6 in Form einer Bohrung eingebracht, die mit der Bohrung 5 fluchten kann. Wie zu erkennen ist, ist die Ausnehmung 6 als Sackloch ausgeführt. Am Ende des Sackloches befindet sich eine Feder 8, die auf ein Sperrelement 7 in Form eines Stiftes eine Vorspannkraft F aufbringen kann. Dies bewirkt, daß der Stift 7 das Streben hat, sich in Richtung der Vorspannkraft F zu bewegen bis er in die Ausnehmung 5 im Außenring 1 gelangt.As can best be seen in Figure 2, a recess 5 in the form of a bore is made in the outer ring 1 of the bearing. The bore is located on the side 9 of the outer ring 1. A recess 6 in the form of a bore is also made in the housing 4, which can be aligned with the bore 5. As can be seen, the recess 6 is designed as a blind hole. At the end of the blind hole there is a spring 8 which can apply a preload force F to a locking element 7 in the form of a pin. This causes the pin 7 to strive to move in the direction of the preload force F until it reaches the recess 5 in the outer ring 1.
Diese Wirkungsweise wird insbesondere im Vergleich der Figuren 2 und 3 deutlich:This mode of action becomes particularly clear when comparing Figures 2 and 3:
In der Figur 3 ist die Situation dargestellt, wie sie sich während der Montage des Lageraußenrings 1 in das Gehäuse 4 ergibt. Das Lager wird in die Gehäusebohrung 3 eingeschoben, nachdem die Feder 8 und der Stift 7 in die Ausnehmungen 6 im Gehäuse 4 eingebracht worden ist. Die Seitenwand 9 des Lagers drückt den Stift 7Figure 3 shows the situation that occurs during assembly of the bearing outer ring 1 into the housing 4. The bearing is inserted into the housing bore 3 after the spring 8 and the pin 7 have been inserted into the recesses 6 in the housing 4. The side wall 9 of the bearing presses the pin 7
• ··
gegen die Feder 8, bis die Seite 9 am entsprechenden Gehäuseanschlag anliegt; damit ist der Zustand erreicht, wie er aus Figur 3 ersichtlich ist.against the spring 8 until the side 9 rests against the corresponding housing stop; this achieves the condition shown in Figure 3.
Die Kompression der Feder 8 in der in Figur 3 dargestellten Weise ergibt sich, weil im allgemeinen davon ausgegangen werden muß, daß beim Einschieben des Lagers in die Gehäusebohrung 3 nicht die zugehörige Ausnehmung 5 im Außenring 1 mit der Ausnehmung 6 im Gehäuse 4 axial fluchtet. Anschließend wird der Lageraußenring langsam gedreht (siehe Pfeil rechts unten in Figur 3), bis sich die Ausnehmung 5 in der in Figur 3 gestrichelt dargestellten Position befindet. Mithin kann sich der Außenring 1 des Lagers maximal um 360° drehen, bevor dieser Zustand erreicht ist.The compression of the spring 8 in the manner shown in Figure 3 occurs because it must generally be assumed that when the bearing is pushed into the housing bore 3, the corresponding recess 5 in the outer ring 1 is not axially aligned with the recess 6 in the housing 4. The bearing outer ring is then slowly rotated (see arrow at the bottom right in Figure 3) until the recess 5 is in the position shown in dashed lines in Figure 3. The outer ring 1 of the bearing can therefore rotate a maximum of 360° before this state is reached.
Bei Vorliegen der Flucht zwischen Ausnehmung 5 und Ausnehmung 6, wie es in Figur 2 zu sehen ist, schnappt der Stift 7 infolge der Federvorspannkraft F in die Ausnehmung 5 hinein und schafft so hinsichtlich des Drehfreiheitsgrades zwischen Außenring 1 und Gehäuse 4 eine formschlüssige Verbindung. Das Einschnappen des Stifts 7 in die Ausnehmung 5 bei entsprechender Position wird dadurch erleichtert, daß der Stift in Relation zu den Ausnehmungen 5 und 6 mit Spiel ausgebildet ist, sich in den Ausnehmungen also leicht bewegen kann.When the recess 5 and recess 6 are aligned, as can be seen in Figure 2, the pin 7 snaps into the recess 5 due to the spring preload force F and thus creates a positive connection with regard to the degree of freedom of rotation between the outer ring 1 and the housing 4. Snapping the pin 7 into the recess 5 in the appropriate position is made easier by the fact that the pin is designed with play in relation to the recesses 5 and 6, so that it can move easily in the recesses.
Auch im Falle dessen, daß infolge der Spielpassung zwischen dem Außenring 1 und der Gehäusebohrung 3 eine geringfügige Axialbewegung des Außenrings 1 relativ zum Gehäuse 4 erfolgen würde, sichert der Stift 7 aufgrund seiner Länge, daß es zu keiner Relativdrehung zwischen Außenring 1 und Gehäuse 4 kommen kann. Dies ist besonders wichtig vor dem Hintergrund dessen, daß im Betrieb eines Lagers beispielsweise bei Getriebeanwendungen, sichergestellt sein muß, daß gewisse axiale Verschiebungen des Außenrings 1 relativ zum Gehäuse 4 aufgrund des thermischen Verhaltens des Getriebes sichergestellt sein müssen. Durch die vorgeschlagene Lösung wird trotzdem die Verdrehsicherung aufrechterhalten.Even if a slight axial movement of the outer ring 1 relative to the housing 4 were to occur due to the clearance fit between the outer ring 1 and the housing bore 3, the length of the pin 7 ensures that no relative rotation can occur between the outer ring 1 and the housing 4. This is particularly important in view of the fact that during operation of a bearing, for example in gear applications, it must be ensured that certain axial displacements of the outer ring 1 relative to the housing 4 must be ensured due to the thermal behavior of the gear. The proposed solution nevertheless maintains the anti-twisting feature.
Die Ausgestaltung gemäß Figur 4 stellt eine Variante dar, die fertigungstechnische Vorteile aufweist. Hiemach ist vorgesehen, daß die Ausnehmung 5' im Außenring 1 des Lagers als Nut ausgeführt ist, die sich vom Seitenbereich 9 schräg zum Außendurchmesser des Außenrings erstreckt. Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise durch Einschleifen der Nut in den Außenring leicht erzeugt werden. Das federbelastete Sperrelement 7' greift entsprechend in die Ausnehmung 5' ein, wobei zu erkennen ist, daß die Form des Sperrelements T an der Kontaktstelle zur Ausnehmung 5' der Form der Ausnehmung 5' angepaßt ist. Deutlich zu erkennen ist, daß das Sperrelement T ebenfalls so wie die Ausnehmung 5' abgeflacht ist, wenngleich nicht der identische Abflachungswinkel gewählt ist; es reicht hier jedoch eine grobe Anpassung der Form des Sperrelements T an diejenige der Ausnehmung 5'. Weiterhin ist zu sehen, daß die Ausnehmung 6' im Gehäuse 4 im wesentlichen in Höhe des Außenumfangs des Außenrings angebracht ist, so daß das oberste Ende des Sperrelements 7' bzw. der Ausnehmung 6' mit der Gehäusebohrung 3 fluchtet. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß das Sperrelement T am größtmöglichen Umfang des Außenrings 1 diesen gegen Verdrehung sichert und so das größtmögliche Blockiermoment erzeugt.The design according to Figure 4 represents a variant that has manufacturing advantages. It is therefore provided that the recess 5' in the outer ring 1 of the bearing is designed as a groove that extends from the side area 9 at an angle to the outer diameter of the outer ring. Such a recess can be easily created, for example, by grinding the groove into the outer ring. The spring-loaded locking element 7' engages accordingly in the recess 5', whereby it can be seen that the shape of the locking element T at the contact point with the recess 5' is adapted to the shape of the recess 5'. It can be clearly seen that the locking element T is also flattened like the recess 5', although the identical flattening angle is not selected; here, however, a rough adaptation of the shape of the locking element T to that of the recess 5' is sufficient. Furthermore, it can be seen that the recess 6' in the housing 4 is arranged essentially at the level of the outer circumference of the outer ring, so that the uppermost end of the locking element 7' or the recess 6' is aligned with the housing bore 3. This advantageously ensures that the locking element T secures the outer ring 1 against rotation at the largest possible circumference and thus generates the greatest possible blocking moment.
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