Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung
zur Montage und/oder Demontage von Lagern der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art auf einer Welle.
Stand der Technik
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Gewöhnlich wurden Lagergehäuse in zwei Häften geteilt, die
bei der Montage der Welle und des Lagers miteinander
verbunden wurden. Dies bedeutet u. a., daß die Unterbringung
von Dichtungen und Schmierstoff bei der Montage an Ort und
Stelle stattfinden muß, was aus vielerlei Gesichtspunkten
nicht wünschenswert ist. Aus diesem Grund wurden
vollständige Lagereinheiten entwickelt, bei welchen Lager,
Klemmhülse, Dichtungen und Schmierstoff bereits beim
Zulieferbetrieb in das Lagergehäuse eingeführt werden können. Die
vollständige Lagereinheit kann dann auf die vorgesehene
Welle aufgeschoben werden, und das Lager wird durch
Festziehen der Klemmhülse mit der Welle verklemmt.
Logischerweise erfordert dies die Verwendung einer Klemmhülse. Diese
funktioniert bekanntermaßen durch eine Keilwirkung
zwischen einer oder mehreren konischen Flächen an der
Klemmhülse und den zugehörigen Flächen am Lager. Der Keileffekt
wird in der Weise erzeugt, daß Lager und Klemmhülse in
axialer Richtung relativ zueinander verschoben werden. In der
EP-A-0 235 366 der Anmelderin (schwedische Patentanmeldung
8600310-0), die den Ausgangspunkt der vorliegenden
Erfindung darstellt, wird eine Ausführungsform einer solchen
Lösung aufgezeigt. Die axiale Bewegung zwischen Klemmhülse
und Lager wird in diesem Fall mit Hilfe von Flanschen
erzeugt, die mit axial hervorstehenden Schrauben ausgerüstet
sind, welche am inneren Laufring des Lagers oder an einer
Zwischenscheibe angreifen. Am schmalen Ende der sich
verjüngenden Klemmhülse verwendet man einen Montageflansch und
an deren weitem Ende einen Demontageflansch. In diesem Fall
ist es möglich, ein ungeteiltes Lagergehäuse zu verwenden,
was einen Vorteil darstellt.
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Wenn die Lagereinheit auf der Welle montiert wird, werden
folglich Schrauben angezogen, die parallel zur Welle liegen
und auf einem etwas größerem Durchmesser als deren
Außendurchmesser angeordnet sind. Selbiges geschieht beim Lösen
der Lagereinheit von der Welle. Dies bedeutet, daß auf
beiden Seiten der Lagereinheit Platz vonnöten ist, um
Werkzeuge zur Montage und zur Demontage zu handhaben. In vielen
Fällen kann dies, insbesondere auf einer Seite der
Lagereinheit, problematisch sein. Oftmals sind auf der Welle
zwischen einem ersten und einem zweiten Lagergehäuse
mehrere Bauelemente angeordnet, während andererseits eine
kleinere Anzahl von Bauteilen auf der anderen Seite des
Lagergehäuse zur freien Seite des Wellenendes hin angeordnet
sind. Bei der erstmaligen Montage sind diese Bauteile noch
nicht in ihre Position gebracht, da es möglich sein muß,
die Lagereinheit zu montieren. Es existieren jedoch Fälle,
in welchen Bauteile auch auf dieser Seite stören. Als
Beispiel kann das Nachziehen von Befestigungsschrauben genannt
werden.
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Die GB-A-2 163 523 beschreibt eine Verriegelungshülse mit
einem vorstehenden Bereich, welcher auf einer Welle in
Anlage gegen die Stirnfläche eines Lagerlaufrings angeordnet
ist. Die Verriegelungshülse ist mit Gewindestiften
versehen, die in einem Winkel zu der Welle, auf welcher das
Lager befestigt werden soll, oder auch senkrecht zu der Welle
einschraubbar sind, wenn sie mit konisch zulaufenden
Spitzen versehen sind, und die mit ihren Enden in eine schräg
eingestochenen Umfangsnut in der Welle niedergeschraubt
werden können. Das Anziehen der Gewindestifte erzeugt eine
axiale Kraft, die das Lager axial gegen einen Absatz auf
der Welle verschiebt, während gleichzeitig die
Verriegelungshülse durch die in die Nut eindringenden Gewindestifte
zur Welle verriegelt wird. Diese Verriegelungsvorrichtung
ergibt keine Lösekräfte zum Lösen einer Keilverbindung oder
einer Klemmhülse, auf wenigstens einer Seite des Lagers
wird bei der Montage ein beträchtlicher Raum gebraucht, und
außerdem bedeutet die in die Welle eingearbeitete tiefe Nut
eine erhebliche Schwächung der Welle.
Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben
angesprochenen Probleme durch Schaffen einer Vorrichtung wesentlich
zu vermindern, bei welcher in erster Linie die Demontage,
aber auch die Montage einer Lagereinheit bewerkstelligt
werden kann, ohne daß auf den beiden Seiten der
Lagereinheit Platz zur Verfügung steht.
Beschreibung der Erfindung
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Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung die im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Element,
welches das Lager umschließt, nach innen, zur Welle hin
gerichtete Gewindebohrungen aufweist. In diese Bohrungen sind
schrägflächig zugespitzte Schrauben eingeschraubt. Diese
sind so gestaltet, damit sie eine Keilwirkung zwischen
Lager und Klemmhülse erzeugen, so daß das Lager und die
Klemmhülse axial voneinander weggedrängt werden. Dadurch
können die schrägflächig zugespitzten Schrauben zur Montage
und zur Demontage verwendet werden. Die schrägflächig
zugespitzte Schraube besitzt ein konisch zulaufendes Ende, das
zur Welle hin weist. Bei verschiedenen Ausführungsformen
wird die Keilwirkung dadurch erzeugt, daß dieser Teil
einerseits mit dem Lager und andererseits mit der Klemmhülse
oder einem damit verbundenen Teil zusammenwirkt. Bei
anderen Ausführungsformen wird die Keilwirkung dadurch
hervorgerufen, daß der konisch zulaufende Bereich mit einer
geneigten Fläche, die entweder an dem Lager oder der
Verbindungshülse angebracht ist, und ein zylindrischer Teil
der schrägflächig zugespitzten Schraube, der auf den
konisch zulaufenden Teil folgt, mit einer im wesentlichen
ebenen Fläche zusammenwirkt, die an dem Lager oder der
Klemmhülse angebracht ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung näher erläutert, in welcher die gleichen
Bezugszeichen in den verschiedenen Abbildungen einander
entsprechende Teile bezeichnen. In denjenigen Fällen, in welchen
ähnliche Teile auf beiden Seiten des Lagers verwendet
werden, wurden sie auf einer Seite mit einem '-Symbol, z. B.
schrägflächig zugespitzte Schraube 5', bezeichnet.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemäße
Lagereinheit. Zur Verbesserung der Klarheit wurden im unteren
Bereich der Abbildung einige Teile weggelassen.
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Fig. 2 zeigt die Lagervorrichtung gemäß Fig. 1 im
Querschnitt, sie ist jedoch mit einem anderen Aufbau zur
Montage auf der Welle versehen.
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Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine alternative
Ausführungsform, die der in Fig. 1 dargestellten recht ähnlich ist.
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Fig. 4 zeigt eine Lagereinheit, die im Vergleich zu
derjenigen nach Fig. 1 etwas abgeändert ist.
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Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform mit einer
anderen Art von Klemmhülse.
Beschreibung von Ausführungsformen
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In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Welle und 2 ein Lager, das
mittels einer Klemmhülse 4 auf die Welle 1 aufgesetzt ist. Das
Lager 2 ist seinerseits in ein Lagergehäuse 3 eingefügt.
Der Einbau könnte auch in eine Montagehülse erfolgen, die
später in ein Gehäuseteil eingebaut wird. Die Klemmhülse 4
besitzt eine Reihe von kegelflächigen Teilflächen, die
gegen zugehörige kegelflächige Teilflächen am inneren
Laufring des Lagers wirken. Bei dieser Ausführungsform kann
eine dünne kegelflächige Klemmhülse verwendet werden,
weswegen der innere Laufring des Lagers dicker ausfällt, als
er es wäre, wenn eine herkömmliche konische Klemmhülse mit
einer Kegelfläche verwendet werden sollte. Die
dargestellte, konisch zulaufende Klemmhülse 4 ist über ihre gesamte
Länge geschlitzt und deswegen radial maximal verformbar. An
beiden Enden besitzt sie Umfangsvertiefungen, in welche
zwei Flansche 6, 8 passen. Deswegen können bei der Montage
der Einheit Halteteile jedes Flansches 6, 8 in verschiedene
Vertiefungen einschnappen, wenn die Klemmhülse 4
zusammengedrückt wird. Flansch 8 ist ein Befestigungsflansch, der
dazu dient, das Lager auf die kegelförmigen Teilflächen zu
treiben. Dies wird durch das Anziehen einer Anzahl von
Schrauben 9 entlang des Umfangs des Befestigungsflansches
bewerkstelligt. Diese drücken gegen eine Scheibe 10, die
ihrerseits am inneren Laufring des Lagers 2 angreift. Die
Scheibe 10 wirkt somit als Anschlag gegen das Lager, und
beim Anziehen der Schrauben 9 wird die kegelflächige
Klemmhülse 4 in die linke Richtung gemäß der Abbildung gedrängt,
da sie mit dem Montageflansch 8 verbunden ist. Da die
Klemmhülse über ihre gesamte Länge geschlitzt ist, wird sie
hierbei um die Welle zusammengepreßt, so daß sie den
inneren Laufring des Lagers mit der Welle verriegelt. Die
kegelflächigen "Sägezahnflächen" der Klemmhülse 4 wurden in
einem Walzverfahren hergestellt, das diesen kegelförmigen
Flächen eine viel höhere Genauigkeit verleiht, als man sie
bei einer herkömmlichen Klemmhülse erreichen konnte, die z.
B. ausgedreht wurde. Da die Klemmhülse 4 über ihre gesamte
Länge geschlitzt ist, sind Dichtungen 14, 15 vorgesehen,
die Schmutz am Eindringen in das Lager hindern. Ein
flexibler Gummiring 14 ist so angeordnet, daß er an Fasen
angreift, die an dem Befestigungsflansch 8 und der Scheibe 10
ausgebildet sind. In axialer Richtung betrachtet, liegt der
Gummiring 14 somit zwischen der Scheibe 10 und dem
Befestigungsflansch 8. Wegen seiner Elastizität kann der Gummiring
die Wegänderungen aufnehmen, die während der Montage des
Lagers zwischen der Scheibe und dem Befestigungsflansch
auftreten. Die Klemmhülse braucht jedoch nicht über ihre
gesamte Länge geschlitzt zu sein. An einem Ende könnte sie
beispielsweise durchgängig sein. Dort könnte dann z. B.
eine Befestigungsmutter für das Lager aufgeschraubt sein.
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Wenn das Lager von der Welle gelöst werden soll, wird dies
mit Hilfe einer oder mehrerer schrägflächig zugespitzter
Schrauben 5 bewirkt. Die schrägflächig zugespitzte Schraube
5 wird in eine Gewindebohrung im Lagergehäuse 3
eingeschraubt. Die schrägflächig zugespitzte Schraube selbst
besitzt an ihrem oberen Ende 20 einen Gewindebereich und für
das Anziehen mit einem Werkzeug einen Ansatz 21,
beispielsweise
in der Form eines Innensechskant-Griffs. Das andere
Ende 18 der schrägflächig zugespitzten Schraube läuft
konisch zu. Gewöhnlich ist ein zylindrischer Bereich ohne
Gewinde vorhanden, der die beiden Enden der Schraube
miteinander verbindet. Bei einer typischen Ausführungsform
besitzt der obere Bereich 20 ein M6-Gewinde und der
zylindrische Bereich einen äußeren Durchmesser von 4 mm. Der
Übergangsabschnitt zwischen den beiden Durchmessern bildet
einen runden Übergangsbereich mit einem Radius von 1 mm. Dank
dieser Ausführungsform ist es möglich, daß die
schrägflächig zugespitzte Schraube 5 unter Last nachgeben kann. Die
1 schrägflächig zugespitzte Schraube wird in Bezug auf eine
Linie quer durch das Lagergehäuse 3 unter einem
Neigungswinkel α eingeschraubt. Das Lager 2 liegt somit in der
Ebene dieser Linie. Im dargestellten Bespiel beträgt der
Winkel α 13º. Dieser Winkel wurde vorrangig gewählt, um zu
verhindern, daß die schrägflächig zugespitzte Schraube auf
den benachbarten Sicherungsring 11 bzw. einer benachbarten
Dichtung 17 trifft.
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Wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube 5 eingeschraubt
wird, greift ihre konisch zulaufende Spitze einerseits am
inneren Laufring des Lagers 2 und andererseits an einem
konisch zulaufenden Löseflansch 6 an. Die konisch zulaufende
Spitze 18 der schrägflächig zugespitzten Schraube wird
somit als Keil zwischen den inneren Laufring des Lagers und
den konisch zulaufenden Löseflansch 6 stoßen, so daß diese
auseinandergedrängt werden. Die Anzahl der schrägflächig
zugespitzten Schrauben 5 kann verändert werden. Falls eine
einzige schrägflächig zugespitzte Schraube verwendet wird,
sollte diese zunächst in einer Stellung angezogen werden,
woraufhin sie gelöst, die Welle gedreht und die Schraube in
einer anderen Stellung erneut angezogen wird. Dadurch ist
es möglich, ein korrektes Auseinanderdrücken von Lager und
Klemmhülse mittels einer einzigen schrägflächig
zugespitzten Schraube zu bewerkstelligen. Falls zwei oder mehr
schrägflächig zugespitzte Schrauben verwendet werden, ist
es andererseits möglich, das Lockern durch schrittweises
Anziehen aller Schrauben zu bewirken. Aus naheliegenden
Gründen werden dann, z. B. drei, gleichmäßig auf dem Umfang
angeordnete Schrauben bevorzugt. In einem Lagergehäuse ist
die Anordnung von Schrauben schwieriger als in einer runden
Hülse Bei der gezeigten Ausführungsform ist der
Neigungswinkel so gewählt, daß die Flanke der konischen Fläche der
schrägflächig zugespitzten Schraube 5, die dem Lager am
e nächsten ist, parallel zur Stimseite des Lagers liegt.
Dies bedeutet, daß der gesamte Kegelwinkel der
schrägflächig zugespitzten Schraube ungefähr das Doppelte von α
beträgt, d. h. in diesem Fall ungefähr 26º. Außerdem liegt
die konische Fläche des konischen Löseflansches 6, die dem
Lager zugewandt ist, ungefähr parallel zu der ihr
zugewandten Flanke der konischen Fläche 18 der schrägflächig
zugespitzten Schraube 5. Dies bedeutet, daß die Fläche in
diesem Fall um 26º bezüglich einer Linie durch die
Erstrekkungsebene des konischen Löseflansches 6 geneigt ist. Falls
das Lager in dem Gehäuse 3 nicht schräggestellt ist, liegt
diese Linie parallel zu einer Linie quer durch das
Lagergehäuse 3. Es ist jedoch auch möglich, der konischen Fläche
des Löseflansches 6 einen etwas größeren Winkel als 26º zu
verleihen, was in diesem Fall Parallelität erzeugt. Die
Berührung zwischen schrägflächig zugespitzter Schraube 5 und
Löseflansch 6 erfolgt dabei auf einem kleineren
Durchmesser, was ein etwas verbessertes Berührungsverhältnis
zwischen der schrägflächig zugespitzten Schraube 5 und dem
konischen Löseflansch 6 ergeben kann.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, gerät die schrägflächig
zugespitzte Schraube 5 mit dem Sicherungsring 11 bzw. der
Dichtung 17 in Kollision. Dies wird dadurch behoben, daß
der Sicherungsring so positioniert wird, daß sich seine
Öffnung in denjenigen Fällen, in welchen eine einzige
schrägflächig zugespitzte Schraube verwendet wird, bei
dieser befindet. Falls mehrere schrägflächig zugespitzte
Schrauben eingesetzt werden, muß die Geometrie derart
beschaffen sein, daß der dickere Gewindebereich 20 der
schrägflächig zugespitzten Schraube bis zu einem späten
Stadium seiner Anzugsbewegung den Sicherungsring 11 nicht
berührt. Auf diese Weise kann der Sicherungsring 11 das
Lösen des Lagers von der Welle nicht verhindern. Falls
andererseits gewisse Beschädigungen am Sicherungsring auftreten
sollten, ist dies unbedeutend, da die Lagereinheit ohnehin
demontiert werden sollte, wobei ein Ersetzen des
Sicherungsrings vorgenommen werden kann. Die Dichtung 17 besitzt
einen inneren Elastomerbereich mit einer oder mehreren
Dichtlippen. Der Elastomerbereich ist an einem Ring aus
Metallblech angebracht, der in das Lagergehäuse 3 abdichtend
eingepreßt ist. Im zylindrischen Bereich des Rings aus
Metallblech sind Löcher ausgestanzt, durch welche die gesamte
schrägflächig zugespitzte Schraube eindringen kann.
Folglich ist es auch für den Gewindebereich 20 der
schrägflächig zugespitzten Schraube normalerweise möglich, sich
durch die verschiedenen Löcher zu erstrecken. Zwischen dem
Lager 2 und dem konischen Löseflansch 6 befindet sich ein
Dichtelement 15, das komprimierbar ist, so daß der innere
Laufring des Lagers axial verschoben werden kann, wenn er
auf der Klemmhülse 4 montiert wird. Das Dichtelement 15
wirkt auch als Dichtung zwischen dem Lager und dem
konischen Löseflansch. Dies geschieht angesichts des Schmutzes,
der durch die geschlitzte Klemmhülse 4 eindringt. Das
Dichtelement 15 sorgt weiterhin dafür, daß der konische
Löseflansch mitgenommen wird, so daß er mit der Klemmhülse 4
und folglich mit der Welle 1 rotiert.
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In der unteren Hälfte von Fig. 1 wurden bestimmte Bauteile
weggelassen, wie z. B. Dichtungen und Sicherungsring. Dies
wurde so gehandhabt, um einerseits die Klarheit zu erhöhen
und andererseits naheliegende Abwandlungen der
Lageranordnung und Lagerabdichtung deutlicher darzustellen. Die im
oberen Teil der Abbildung gezeigte Dichtungsanordnung
besitzt zwei radiale Dichtungen 16, 17, die gegen den
Montageflansch 8 bzw. den konischen Löseflansch 6 wirken. Da
sie sich selbstverständlich über den gesamten Umfang
erstrecken, sollten sie bei dieser Alternative auch im
unteren Bereich der Abbildung vorhanden sein. Sie wurden dort
aus anderen Gründen weggelassen. Axial neben der Dichtung
16 befindet sich ein Sicherungsring 13. Er ist gestrichelt
dargestellt, da er entweder montiert oder weggelassen wird.
In den Fällen, in welchen er montiert wird, wird das Lager
mittels desselben Sicherungsrings 13 axial festgelegt. Dies
bezeichnet man als feste Lageranordnung. Falls jedoch der
Sicherungsring 13 weggelassen wird, kann das Lager 2
innerhalb gewisser Grenzen axial verschoben werden, bevor seine
Bewegung durch den Sicherungsring 12 begrenzt wird. Dies
wird als freie Lageranordnung bezeichnet. Eine Welle wird
gewöhnlich durch ein Festlager und ein freies Loslager
abgestützt. Dadurch treten keine Lagerkräfte auf, wenn die
Welle 1 unter Temperaturänderungen ihre Länge ändert.
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Innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung kann eine
Mehrzahl verschiedener Dichtungsanordnungen verwendet werden.
In bestimmten Fällen ist überhaupt keine Abdichtung
erforderlich, was der im unteren Bereich von Fig. 1
dargestellten Ausführungsform eines freien Lagers entspricht. Die
Lagereinrichtung sollte dann in einer Anlage angeordnet sein,
in welcher die Lagerschmierung auf andere Weise
bewerkstelligt wird. Das Lager kann außerdem auch gekapselt sein.
Dies bedeutet, daß das Lager beidseitig mit Dichtungen und
mit
einer Lebensdauerschmierung versehen ist. In diesem
Fall ist somit das Lager selbst insgesamt abgedichtet, und
dann sind die Dichtungen 14 und 15 nicht erforderlich.
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Wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube 5 angezogen
wird, verschiebt sich der innere Laufring infolge
Keilwirkung in der Ansicht der Abbildung nach links, wohingegen
der konische Löseflansch in der entgegengesetzten Richtung
verschoben wird. Da die Wirkrichtung der schrägflächig
zugespitzten Schraube gegen den inneren Laufring geneigt ist,
ist die Verschiebung des inneren Laufrings größer als die
des Löseflanschs 6. In einem Fall, in welchem das Lager als
Festlager verwendet wird, d. h. der Sicherungsring 13
vorhanden ist, ist es für den äußeren Laufring des Lagers
unmöglich, sich in merklichem Ausmaß seitlich zu bewegen,
wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube angezogen wird.
Der dargestellte Lagertyp, ein Pendelrollenlager, besitzt
ein axiales Spiel von 0,6 - 0,7 mm. Falls diese
Bewegungsstrecke des inneren Laufrings in Bezug auf den äußeren
Laufring des Lagers für die Klemmhülse ausreichend ist,
sich zu lockern, braucht der Sicherungsring 13 nicht gelöst
zu werden. Andernfalls ist es notwendig, den Sicherungsring
13 zu lösen, bevor die schrägflächig zugespitzte Schraube
angezogen wird, um die Klemmhülse von der Welle zu lösen.
Wegen der Bequemlichkeit kann es daher ein Vorteil sein,
wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube 5 für eine
große axiale Bewegung des Löseflanschs 6 und nur für eine
kleine Verschiebung des inneren Laufrings des Lagers sorgt.
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Es sollte beachtet werden, daß die Lagereinheit bei allen
Lagertypen eingesetzt werden kann, die auf einer Welle
befestigt werden sollen. Die Lager können deshalb höchst
unterschiedliche axiale Lagerspiele aufweisen.
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In den meisten Fällen, in welchen eine Lagereinheit
montiert wird, ist auf einer Seite der Welle Platz in axialer
Richtung vorhanden. Es ist z. B. möglich, daß die z. B. mit
einem Zahnrad versehene Welle bereits in einem weiteren
Lagergehäuse montiert ist und die vollständige Lagereinheit
mit Lagergehäuse, Lagerdichtungen und Klemmhülse durch
Aufstecken auf die Welle vom Wellenende her montiert wird.
Dann existiert dort viel Platz zum Anziehen der
Stellschrauben 9, um das Lager an der Welle zu arretieren. Es
können jedoch auch Fälle auftreten, in denen der Platz so
klein ist, daß es schwierig ist, die Stellschrauben 9
anzuziehen. In diesem Fall könnte eine Lösung gemäß Fig. 2
vorgesehen werden. Dort werden schrägflächig zugespitzte
Schrauben 5' in Verbindung mit einen konisch zulaufenden
Befestigungsflansch 22 zum Verriegeln des Lagers mit der
Welle verwendet. In diesem Fall ist es angebracht,
wenigstens zwei schrägflächig zugespitzte Schrauben 5' zu haben,
um die Klemmhülse 4 nicht in eine Schrägstellung zu ziehen.
Im übrigen trifft das gleiche wie auf die Lösung gemäß Fig.
1 zu, wonach ein Element 15 als Abdichtung und zum
Mitnehmen des Löseflansches verwendet wird. Dies bedeutet, daß
bei der Montage der Klemmhülse auf der Welle die
schrägflächig zugespitzte Schraube 5' so angezogen wird, daß ihre
konisch zulaufende Spitze zwischen den inneren Laufring des
Lagers und den konischen Flansch 6' eindringt, so daß diese
auseinandergedrückt werden und die Klemmhülse auf der Welle
verriegelt wird. Bevor die Einrichtung in Betrieb genommen
wird, müssen die schrägflächig zugespitzten Schrauben 5'
gelöst werden, z. B. in die in Fig. 2 gezeigte Stellung,
oder sie werden vollständig entfernt, so daß die
feststehenden Schrauben den rotierenden Flansch 6' oder rotierende
Teile des Lagers nicht berühren. Es wird hier
vorausgesetzt, daß die konischen Flächen von Lager und Klemmhülse
einen deart flachen Neigungswinkel haben, daß sie in Bezug
zueinander sicher selbsthemmend sind. Andernfalls ist eine
andere Art von Verriegelung für sie erforderlich.
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Ein Verfahren zum Erzielen einer solchen Verriegelung
besteht darin, die schrägflächig zugespitzten Schrauben mit
der Welle rotieren zu lassen. Dies kann z. B. in folgender
Weise durchgeführt werden. Entsprechend der Lösung gemäß
Fig. 2 sind die Bauteile für die Montage in Bezug auf das
Lager auf der linken Seite angeordnet. Zur Demontage der
Klemmhülse können ähnliche Teile auf der rechten Seite des
Lagers verwendet werden. Die ebene Scheibe wird
vorzugsweise mit einem größeren Außendurchmesser ausgebildet und
mit ausgebogenen Laschen versehen, die ungefähr parallel
zur Welle in vom Lager wegweisender Richtung abgewinkelt
sind. Diese Laschen werden mit Gewindebohrungen für kleine,
kurze, schrägflächig zugespitzte Schrauben versehen, die in
die verschiedenen Bohrungen eingesetzt werden und innerhalb
des Lagergehäuses liegen. Die schrägflächig zugespitzten
Schrauben werden durch Löcher im Lagergehäuse angezogen und
drücken die ebene Scheibe und den konisch zulaufenden
Flansch infolge der Keilwirkung auseinander.
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Auf der Montageseite sollte es auch möglich sein, die
schrägflächig zugespitzten Schrauben mit lösbar
angebrachten Befestigungselementen zu versehen, die in die Bohrungen
im Gehäuse 3 ragen und an der Oberseite vorzugsweise mit
Stopfen gegen Verschmutzung ausgestattet sind. Auf diese
Weise wird die Montage erleichtert.
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Durch Verwendung schrägflächig zugespitzter Schrauben 5'
auch zur Montage der Klemmhülse ist es möglich, Flansche 6,
6' kleineren Außendurchmessers zu verwenden. Hierbei ist es
auch möglich, kleinere Dichtelemente einzusetzen, die zu
geringeren Energieverlusten und geringeren Kosten führen.
Dabei ist es möglich, auf beiden Seiten des Lagers
gleichartige Bauteile zu verwenden, was niedrigere Kosten ergibt.
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Fig. 3 zeigt im Vergleich mit Fig. 1 eine etwas
unterschiedliche Abwandlung der Lagereinheit. In diesem Fall
besitzt die schrägflächig zugespitzte Schraube einen
kleineren Winkel, nämlich ungefähr 8º - in Bezug auf die
Lagerebene. Zudem wird hier ein ebener Löseflansch 7 eingesetzt,
der mit der Klemmhülse 4 in ähnlicher Weise wie der
Löseflansch 6 axial verriegelt ist. Unmittelbar neben dem Lager
wurde eine konische Scheibe 23 eingesetzt. Somit wurde ein
weiteres Element hinzugefügt. Zwischen der konischen
Scheibe 23 und dem Löseflansch 7 befindet sich in ähnlicher
Weise wie zuvor ein Element 15 zum Abdichten und Mitnehmen des
Löseflansches. Bei dieser Lösung funktioniert die
Keilwirkung etwas abweichend von dem zuvor beschriebenen Fall,
wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube 5 eingeschraubt
wird. Wenn die schrägflächig zugespitzte Schraube 5
eingeschraubt wird, berührt zunächst ihre etwas abgerundete
Spitze die konische Scheibe 23. Dadurch bewegen sich der
innere Laufring des Lagers und folglich die Klemmhülse
sowie die Welle gemäß der Abbildung in linker Richtung,
solange ein Teil oder das gesamte axiale Spiel des Lagers
aufgebraucht wird. Diese Seitenbewegung bringt auch den
ebenen Löseflansch 7 dazu, sich gemäß der Abbildung nach
links zu bewegen, und dabei an der schrägflächig
zugespitzten Schraube 5 zur Anlage zu kommen. Dies findet an oder in
der Nähe der zylindrischen Fläche 19 der schrägflächig
zugespitzten Schraube statt. Die Funktionsweise beruht
deswegen hauptsächlich darauf, daß die Keilwirkung durch die
gegen die konische Scheibe 23 wirkende schrägflächig
zugespitzte Schraube 5 entsteht und daß der ebene Löseflansch
an der zylindrischen Fläche 19 der schrägflächig
zugespitzten Schraube anliegt. Dies bedeutet, daß gewöhnlich
keine Vorwärtsbewegung der Klemmhülse 4 nach rechts gemäß
der Abbildung stattfindet. Die gesamte Lösebewegung wird
stattdessen dadurch bewirkt, daß der innere Laufring des
Lagers gemäß der Abbildung nach links bewegt wird. Beim
Einbau von Festlageranordnungen kann dies im Vergleich zu
der Lösung gemäß Fig. 1 einen Nachteil darstellen. Beim
Anziehen einer schrägflächig zugespitzten Schraube 5 muß
auch bedacht werden, daß die Schraube etwas verkrümmt wird,
so daß sich ihre Spitze in einer Richtung geradliniger nach
unten zur Welle hin bewegt, was von gewissem Vorteil sein
kann.
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Die Lösung gemäß Fig. 3 kann auch dahingehend modifiziert
werden, daß der Winkel weiter bis auf 0º reduziert wird.
Dann liegt die schrägflächig zugespitzte Schraube 5
parallel zur Erstreckungsebene des Lagers. Auch die Flanke der
zylindrischen Fläche 19 der schrägflächig zugespitzten
Schraube liegt parallel zur benachbarten Fläche des ebenen
Löseflanschs 7, was ein gewisser Vorteil sein kann.
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Fig. 4 zeigt eine Lösung, bei welcher die schrägflächig
zugespitzte Schraube 5 geradlinig nach unten eingeschraubt
ist, d. h. parallel zur Erstreckungsebene des Lagers.
Entsprechend der Lösung gemäß Fig. 1 wird auch hier ein
konisch zulaufender Löseflansch 6 verwendet. Unmittelbar
neben dem Lager ist eine ebene Scheibe 24 vorgesehen.
Zwischen der ebenen Scheibe 24 und dem Löseflansch 6 ist ein
Element 15 zum Abdichten und Mitnehmen des Löseflanschs wie
in zuvor beschriebener Weise vorgesehen. Wenn die
schrägflächig zugespitzte Schraube 5 eingeschraubt wird, wirkt
ihre kegelförmige Fläche 18 mit der konischen Fläche des
Löseflanschs 6 und ihre zylindrische Fläche 19 mit der
ebenen Scheibe 24 zusammen. Hierdurch wird ein Keileffekt
erzeugt, wobei die gesamte Vorwärtsbewegung hauptsächlich
darin besteht, daß die Klemmhülse 4 im Sinne der Abbildung
nach rechts bewegt wird. Dies ist insbesondere für
Festlageranordnungen wünschenswert, da das Lager dann in sicherer
Weise ohne das Erfordernis gelöst werden kann, zunächst den
Sicherungsring 13 zu entfernen. Ähnlich dem, was in Fig. 2
dargestellt ist, kann die Lösung gemäß Fig. 4 so
umgestaltet werden, daß schrägflächig zugespitzten Schrauben 5' auf
der linken Seite des Lagers zum Befestigen des Lagers auf
der Welle verwendet werden. Dafür sind auch auf der linken
Seite des Lagers eine ebene Scheibe und unmittelbar neben
dieser ein Element zum Abdichten und Mitnehmen des
Löseflansches sowie zuletzt ein konischer Löseflansch 6'
angeordnet. Beim Fixieren der Klemmhülse 4 an der Welle mittels
Stellschrauben 5' ist es besonders vorteilhaft, daß die
gesamte Vorwärtsbewegung dadurch erfolgt, daß die Klemmhülse
4 im Sinne der Abbildung nach links bewegt wird. Hierdurch
wird mit Sicherheit vermieden, daß das Lager in axialer
Richtung gedrückt wird. Dies konnte in bestimmten Fällen
bei älteren Lösungen geschehen, wenn sie mit schrägflächig
zugespitzten Schrauben zur Montage des Lagers auf der Welle
verwendet wurden.
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Fig. 5 zeigt eine Lösung, bei welcher das Lager mittels
einer herkömmlicheren Klemmhülse 25 montiert ist. Gewöhnlich
ist diese nicht geschlitzt, sondern massiv. Hinter seinem
weiten Ende ist die konisch zulaufende Klemmhülse mit einem
radial vorstehenden Flanschteil 26 versehen. Dieser ist mit
einer konisch zulaufenden Fläche 27 ausgestaltet, die dem
Lager zugewandt ist. Eine oder mehrere schrägflächig
zugespitzte Schrauben 5 werden so eingeschraubt, daß die
kegelförmige Fläche 18 sich zwischen die kegelförmige Fläche 27
des Flanschteils 26 und die Stirnfläche des inneren
Laufrings des Lagers zwängt. Hierdurch werden der innere Teil
des Lagers und die Klemmhülse 25 in axialer Richtung
auseinandergedrückt.
Die Geometrie ist der in Fig. 1
verwendeten ähnlich, und deswegen erfolgt die Vorwärtsbewegung auch
hauptsächlich am inneren Laufring des Lagers, in großem
Ausmaß jedoch auch an der Klemmhülse. Ähnlich dem, was für
die anderen Lösungen gilt, kann auch diese Lösung derart
gestaltet sein, daß schrägflächig zugespitzte Schrauben 5'
auf der gegenüberliegenden Seite des Lagers angeordnet und
zum Aufpressen des Lagers auf die Welle verwendet werden
können. In diesem Fall muß die konische Klemmhülse 25 an
dem dem Flanschteil 26 gegenüberliegenden Ende verlängert
sein. Diese Verlängerung sollte einen kleineren Durchmesser
als der kleinste innere Durchmesser des Lagers besitzen, so
daß eine Montage möglich ist. Ein loses Flanschteil wird
dann auf den vorstehenden Teil der demgemäß gestalteten
Klemmhülse aufgeschoben und z. B. mittels eines hinter ihn
gesetzten Sicherungsrings axial verriegelt. Das lose
Flanschteil besitzt eine konische Fläche, die der konisch
zulaufenden Fläche 27 entspricht und ebenfalls dem Lager
zugewandt ist. Wenn zwei oder mehr schrägflächig
zugespitzte Schrauben angezogen werden, wird die Klemmhülse in Bezug
auf das Lager und die Welle festgelegt. Es ist auch
möglich, Dichtungen zu verwenden, die unmittelbar die
Oberfläche der Welle oder eine oder mehrere Hülsen berühren, die
auf der Welle angeordnet sind. In entsprechender Weise kann
auch ein Montageflansch 8 an der Klemmhülse befestigt
werden, der mit Hilfe von Hilfsschrauben 9 die Montage des
Lagers auf der Welle gestattet.