DE60209692T2

DE60209692T2 - Montagevorrichtung

Info

Publication number: DE60209692T2
Application number: DE60209692T
Authority: DE
Inventors: Jonas Kullin; Sven Göthberg
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: CN1208562C; SE518096C2; US20030007708A1; JP2003013984A; EP1267090A3; SE0102081D0; SE0102081L; JP3734771B2; EP1267090B1; US6688774B2; CN1391043A; EP1267090A2; DE60209692D1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Montagevorrichtung, die insbesondere für die Blindmontage eines Lagertyps gedacht ist, bei welchem die Lagerringe axial relativ zueinander beweglich sind.
Bei der Montage solcher Lager in verdeckter Weise, d.h. wenn der äußere Laufring eines solchen Lagers in einem Lagersitz montiert werden soll, der nicht zugänglich ist, oftmals aufgrund des Umstandes, daß der innere Laufring mit einem Satz von Wälzkörpern auf einem Wellenende angeordnet ist, das einstückig mit einem anschließenden Wellenabschnitt von wenigstens dem gleichen Durchmesser wie der Lagersitzdurchmesser angeordnet ist, bedeutet dies, daß es schwierig ist, die Montageverlagerung beider Laufringe zu kontrollieren, um sicher zu sein, daß beide Laufringe in dem Lagersitz und auf der Welle in den richtigen Anfangsstellungen angeordnet sind.
Eine solche Montage kann beispielsweise in einem Getriebe erforderlich sein, wo eine Welle in einer solchen verdeckten Weise montiert werden soll, wobei die Welle beispielsweise in einem Toroid-Wälzlager oder in einer anderen Art von axial verschieblichem Lager gelagert ist. Jedoch ist die erfindungsgemäße Lösung nicht auf den Einsatz bei einer solchen Anwendung beschränkt, sondern kann bei mehreren unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden, wo ähnliche Probleme bestehen.
Die Aufgabe der Montagevorrichtung besteht folglich darin sicherzustellen, daß der äußere Laufring des Lagers während des Montagevorgangs korrekt aber in einer solchen Weise positioniert wird, daß die Welle nicht daran gehindert wird, sich infolge eines Temperaturanstiegs auszudehnen und auch in solcher Weise, daß Schmieröl in das Lager gelangen kann, und dies ist mit einer Montagevorrichtung erreicht worden, wie sie im beigefügten Anspruch 1 definiert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf eine nicht einschränkende Ausführungsform näher beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist.
1–4 zeigen schematisch und teilweise im Querschnitt ein Wälzlager, das auf einer Welle angeordnet ist, in aufeinander folgenden Schritten einer Montageabfolge für ein Lager, das in verdeckter Weise in einem Lagersitz unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung montiert wird.
5 zeigt einen Querschnitt, der bei der Montageabfolge gemäß 1–4 eingesetzten Montagevorrichtung.
In 1 ist schematisch ein Querschnitt eines Teils 1 eines Maschinenelements gezeigt, das ein Gehäuse für das Lager bildet und beispielsweise eine Gehäusewandung eines Getriebes oder dergleichen sein kann, wobei eine zylindrische Ausnehmung 2 vorgesehen ist, die einen Lagersitz bildet und einen Absatz 3 aufweist, an welchem ein äußerer Laufring 4 eines Lagers 5 mit einer Flanke im montierten Zustand anliegen soll. Der innere Laufring 6 des Lagers 5 ist auf einem Wel lenzapfen 7 angeordnet, der einstückig mit einer Welle oder einem Walzenbereich 8 ausgebildet ist, der einen größeren Durchmesser besitzt und dadurch einen Absatz 9 bildet, der dem inneren Laufring 6 des Lagers 5 zugewandt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Absatz 9 derart groß, daß er sich auch über die Position des äußeren Laufrings 4 des Lagers erstreckt, wenn dieses über dem inneren Laufring und aufgrund der Wälzkörper 10 mit Abstand von diesem angeordnet ist. Infolge der Ausgestaltung des Lagers 5 beispielsweise als Toroid-Lager, sind der äußere Laufring 4 und die Wälzkörper 10 axial relativ zueinander und zu dem inneren Laufring 6 beweglich, und wenn es sich um ein Toroid-Lager handelt, sind sie auch in ihre Winkellage relativ zueinander beweglich.
Es ist daher nicht möglich, den äußeren Laufring 4 in den Lagersitz 2 nur durch Übertragung der Bewegung des inneren Laufrings 6 auf dem Wellenzapfen 7 durch die Zwischenlage der Wälzkörper zu übertragen, da der äußere Laufring sich axial und in Winkelrichtung in Bezug auf den inneren Laufring bewegen wird. Um es dem äußeren Laufring 4 zu ermöglichen, durch die Bewegung der Welle und durch den Kontakt mit dem Absatz 9 eingedrückt zu werden, wird eine Art von Scheibe als Montagevorrichtung benötigt. Diese Scheibe muß den Abstand zwischen dem Wellenzapfen 7 oder dem inneren Ring 6 und der Seitenfläche des äußeren Rings 4 überbrücken und mit einer solchen breiten Scheibe würde man den Raum zwischen der Seitenfläche des äußeren Laufrings 4 und dem Absatz 9 an dem Wellenabschnitt 8 überbrücken und dadurch die Axialbewegung der Welle 7, 8 verhindern, die infolge erhöhter Temperatur in der Welle auftreten könnte und dies könnte unzulässige Belastungen in der Vorrichtung verursachen.
Außerdem würde durch Abdecken eines Schlitzes zwischen dem äußeren Laufring und der Seitenfläche des Absatzes 9 der Welle der ungehinderte Strom von Öl in das und aus dem Lager behindert, was zu einem Mangel an Schmiermittel und einem möglichen frühen Ausfall des Lagers führt.
Diese Probleme werden mit der tellerfederförmigen Scheibe 11 gelöst. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist diese Scheibe 11 am Innenbohrungsumfang des Innenrings 6 des Lagers angebracht, obgleich dieselbe Wirkung erreicht werden kann, wenn die Scheibe 11 am Außenumfang des Außenrings 4 des Lagers angebracht ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform besitzt die Ausnehmung 2 eine innere Umfangsnut 12, während der äußere Lagerring 4 eine äußere Umfangsnut 13 besitzt, in welcher ein Schließring 14 angeordnet ist. Die Nuten 12 und 13 sind im gleichen Abstand von dem Absatz 3 und von der Seitenfläche des Rings 4 angeordnet, der an dem Absatz 3 in montierter Stellung anliegt.
In 1 sind die Lagerringe 4 und 6 durch die Scheibe axial verlagert und der Außenring 4 hat damit begonnen, in die Ausnehmung 2 in dem Gehäuse eingedrückt zu werden, wobei die Scheibe 11 in der Lage ist, eine auf den Wellenzapfen 7 aufgebrachte axiale Druckkraft auf den äußeren Lagerring 4 zu übertragen.
In 2 ist gezeigt, wie der äußere Lagerring 4 seine Endstellung in dem Lagersitz 2 erreicht hat, in der er an dem Absatz 3 anliegt. In dieser Stellung ist der Schließring 14 in die Nut 12 in dem Lagersitz 2 eingerückt und arretiert dadurch den Ring 4 in dieser Stellung. In dieser Stellung hat die Scheibe 11 damit begonnen, abzuflachen, obgleich die Lagerringe 4 und 6 noch axial relativ zueinander verlagert werden.
In 3 ist der Wellenzapfen 7 weiter in axialer Richtung gedrückt worden und hat dadurch lediglich den inneren Lagerring 6 verlagert, während der äußere Lagerring an dem Absatz 3 anliegt. Die tellerfederförmige Scheibe 11 ist dadurch vollständig abgeflacht worden und hat eine instabile Stellung erreicht, aus welcher sie in jede Richtung beweglich ist. In dieser Stellung ist der Raum zwischen den Lagerringen 4 und 6 noch durch die Scheibe 11 abgedeckt.
In 4 ist letztlich die Stellung der Bauelemente in der Betriebsposition des Lagers gezeigt. Hier ist der Wellenzapfen 7 ein kleines Stück axial weiter bewegt worden als in der in 3 gezeigten Stellung, wodurch der innere Laufring 6 fluchtend zu dem äußeren Laufring 4 ausgerichtet worden ist. Zur gleichen Zeit ist die Scheibe 11 über ihren instabilen Bereich hinaus in eine zweite stabile Stellung gedrückt worden, die umgekehrt zu derjenigen ist, die sie zu Beginn der Montageabfolge hatte. Bei der dargestellten Ausführungsform hat sich die Außenkante der Scheibe 11 weg von ihrer Anlage mit der Seitenfläche des äußeren Lagerrings 4 bewegt, wodurch ein Durchgang 15 geöffnet worden ist, der einen freien Ölstrom in das Lager erlaubt.
5 zeigt einen Querschnitt durch eine dünne, tellerfederförmige Scheibe 11, die eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung darstellt und eine "Flip-Flop"-Funktion besitzt, die es erlaubt, eine axiale Druckkraft zwischen den beiden Laufringen des Lagers zu übertragen, bis eine bestimmte Kraft auf sie aufgebracht wird, wodurch sie sich in eine umgekehrte Form bewegt, wie dies in der Abbildung gezeigt und im Zusammenhang damit beschrieben worden ist. Die Hauptanforderung an die Scheibe 11 besteht darin, dünn genug zu sein, um zwei räumlich entfernte stabile Stellungen und einen zwischenliegenden instabilen Bereich zu haben. Die Stärke der Federscheibe 11 kann in Abhängigkeit von den Durchmessermaßen der Scheibe gewählt werden, jedoch hat sich zum Erreichen der gewünschten Wirkung gezeigt, daß eine Stärke von 0,3 mm bei einer Scheibe mit einem Außendurchmesser von 47,5 mm und einem Innendurchmesser von 33,3 mm bei einem Abstand zwischen dem inneren und äußeren Rand von 2,3 mm in einer Neutralstellung geeignet sein kann. Das Material ist vorzugsweise Federstahl.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Montagevorrichtung, wie sie beschrieben und gezeigt worden ist, das Problem der Blindmontage eines axial verschieblichen Lagers auf einfache und zuverlässige Weise löst, wobei sie auch sicherstellt, daß ein offener Durchgang 15 zwischen den Lagerringen verbleibt, wenn der Montagevorgang beendet ist. Ein weiterer Vorzug besteht darin, daß die Scheibe 11 auch dazu dienen kann, die Wälzkörper 10 am herausfallen aus dem Lager zu hindern, wenn dieses vor der Montage gelagert und gehandhabt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern es sind verschiedene Abwandlungen im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche möglich. Die Anordnung ist mit Umfangsnuten im Gehäuse und am Lagerring zur Aufnahme eines Schließrings gezeigt worden, jedoch ist eine solche Arretierungsanordnung nicht notwendig.

Claims

Montagevorrichtung, die insbesondere für die Blindmontage von Lagern einer Art, bei welcher die Lagerringe (4, 6) relativ zueinander beweglich sind, in einem Lagersitz (2) in einem Gehäuse (1) oder auf einer Welle gedacht ist und eine im wesentlichen ringförmige Scheibe (11) umfaßt, die zum Anbringen an irgendeinem der beiden Lagerringe gedacht ist und an einer Seitenfläche des anderen Lagerrings anliegt, um eine axiale Montagekraft zwischen den beiden Lagerringen (4, 6) zur Montage eines der Lagerringe in dem Lagersitz (2) zu übertragen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Scheibe (11) schräg geneigt und so ausgebildet ist, daß sie eine erste stabile Stellung, in welcher sie eine zum Eindrücken eines der Lagerlaufringe (4) in seinen Sitz (2) ausreichende Axialkraft übertragen kann, und einen instabilen Bereich aufweist, der eingenommen wird, nachdem der Laufring (4) seine montierte Position in dem Sitz (2) erreicht hat, wobei die schräg geneigte Scheibe (11) unter dem Einfluß einer fortwirkenden Axialkraft in eine umgekehrt schräg geneigte, zweite stabile Stellung beweglich ist und sich dadurch weg von der Seitenfläche des anderen Lagerrings bewegt und einen Durchgang (15) zwischen den Lagerringen (4, 6) öffnet.
Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg geneigte Scheibe (11) als Tellerfeder mit einer inneren und einer äußeren Umfangskante ausgebildet ist, wobei eine der Kanten an einem der Lagerringe (6) angebracht ist, während die andere Kante während der Montage und bis das Lager in seine Betriebsposition ge langt, lose an der Seitenfläche des anderen Lagerrings (4) anliegt.