DE69000421T2

DE69000421T2 - Montagevorrichtung fuer ein lager auf einer welle.

Info

Publication number: DE69000421T2
Application number: DE9090850017T
Authority: DE
Inventors: Sture Oestling
Original assignee: SKF Mekanprodukter AB
Current assignee: SKF Mekanprodukter AB
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2010-01-19
Also published as: EP0388378A1; US4978236A; EP0388378B1; SE461803B; JPH0765623B2; JPH02275116A; DE69000421D1; SE8900952D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Montagevorrichtung für ein Lager auf einem Wellenteil oder Ähnlichem

Montagevorrichtungen der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, enthalten typischerweise eine zwischen dem Lager und der Welle liegende Klemmhülse und einen zumindestens auf der einen Lagerseite angeordneten Flansch. Zwischen dem Flansch und dem Gehäuse befindet sich radial außerhalb des Flansches eine Dichtung, und es sind Elemente für die Verschiebung des Lagers axial auf der Hülse während des Einbaus und des Ausbaus des Lagers vorgesehen, so daß die Breite eines zwischen dem Flansch oder dem Lager oder einer zugehörigen Scheibe erscheinenden Schlitzes während der axialen Verschiebung des Lagers verändert wird. Eine Vorrichtung dieser Art geht aus der schwedischen Patentanmeldung SE-B- 450,851 hervor. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht das Dichtungselement aus einer Dichtlippe, die vorgesehen ist, an der radial äußeren Fläche des Flansches zur Anlage zu kommen. Man hat jedoch festgestellt, dar die Verwendung einer solchen Dichtungslippe das Anwendungsfeld auf Fälle begrenzt, in denen die Welle mit verhältnismäßig niedrigerer Drehzahl rotiert.
Unter Beachtung des Obenstehenden hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Vorrichtung dieser allgemeinen Art zu schaffen, die speziell dafür geeignet ist, in Anwendungsfällen mit hohen Drehzahlen eingesetzt zu werden. Zu diesem Zwecke umfaßt die Dichtung gemäß vorliegender Erfindung ein erstes, dem Flansch oder der Scheibe zugeordnetes Dichtungselement und ein mit dem ersten Dichtungselement zusammenwirkendes und dem Gehäuse in bestimmter Weise zugeordnetes, vorzugsweise mit dem Gehäuse fest verbundenes zweites Dichtungselement, wobei sich das erste Dichtungselement axial über den Schlitz erstreckt und dadurch den Schlitz überbrückt.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung und verschiedene Eigenschaften und Einzelheiten des Betriebes und des Aufbaus derselben werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, worin
FIGUR 1 ein Längsschnitt durch die Hauptausführungsform einer Montagevorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist;
FIGUR 1a in größerem Maßstab einen in Figur l umkreisten Teil zeigt, und
FIGUR 2 und 3 Ansichten ähnlich Figur 1 modifizierter Ausführungen der vorliegenden Erfindung darstellen.
In den Zeichnungen, und speziell deren Figur 1, ist eine typische Lagereinheit veranschaulicht, die eine Montagevorrichtung gemäß vorliegender Erfindung enthält. Wie gezeigt, umfast die Einheit eine in einem Gehäuse 3 mit Hilfe eines Lagers 2 gelagerte Welle 1. Im vorliegenden Fall ist das Lager ein doppelreihiges Pendelrollenlager. Es sitzt in einem zylindrischen Sitz 3a im Gehäuse 3 und ist auf der Welle mit Hilfe einer Klemmhülse 4 befestigt. Die Hülse 4 ist entlang ihrer gesamten Länge geschlitzt, so daß sie radial größtmöglich deformierbar ist. Die Bohrung 2a des inneren Laufringes und die Außenseite 4a der Klemmhülse 4 sind mit einander ergänzenden, zusammenwirkenden Klemmflächen 2b und 4b versehen, die, wie gezeigt, im Längsschnitt keilförmig ausgeführt sind. Bei den gezeigten Ausführungen haben die Längsschnitte der Flächen 2b und 4b ein sägezahnartiges Profil, so daß die Klemmflächen eine verhältnismäßig geringe radiale Ausdehnung haben. Das Lager kann ein- und ausgebaut werden, indem das Lager und die Klemmhülse einfach axial zueinander verschoben werden. Zu diesem Zweck ist die Klemmhülse 4 mit Flanschen 5 und 6 versehen, die beidseitig des Lagers angebracht, axial an der Hülse befestigt und mit Gewindebohrungen 5a und 6a zur Aufnahme von Stellschrauben 7 versehen sind zur direkten oder indirekten Anlage gegen die Endflächen des inneren Laufringes des Lagers 2. Beim Anziehen der Schrauben in den Löchern des Flansches 5 wird das Lager durch Keilwirkung zwischen dem Lager und der Klemmhülse gegen die Welle geklemmt. Zum Ausbau werden die Schrauben 7 im Ring 5 gelöst und die Schrauben 7a in den Bohrungen 6a des Flansches 6 angezogen, wodurch das Lager entlang der Hülse 4 zurückgeschoben und die Klemmkraft aufgehoben wird. Die Flanschen 5 und 6 sind vorzugsweise getrennte, in Nuten 4c der Hülse 4 lose eingesetzte Elemente, die auf diese Weise das radiale Zusammenpressen der Hülse erleichtern. Der Durchmesser der Hülse 4 kann innerhalb des von den Flanschen begrenzten Bereiches verändert werden. Vorzugsweise ist zwischen dem Lager 2 und dem Flansch 5 eine lose Scheibe 8 eingesetzt, deren Endflächen 8a derart gestaltet sind, daß eine zweckmäßige Dichtungsanlage gegen den inneren Laufring des Lagers 2 erzielt wird oder Kräfte der Stellschrauben in den Bohrungen des Flansches 5 aufgenommen werden.
Eine zweite Scheibe 9 ist zwischen dem Flansch und dem Lager am entgegengesetzten Ende der Hülse 4 vorgesehen. Die Endflächen 9a der zweiten Scheibe 9 liegen an den Ausbauschrauben 7a im Flansch 6 und einem zweiten dichtenden und elastisch nachgiebigen Teil 11 zwischen der Scheibe 9 und der axialen Endfläche des inneren Laufringes des Lagers 2 an. Der elastisch nachgiebige Teil 11 ist zusammendrückbar, und auf diese Weise kann der innere Laufring des Lagers während der Montage auf der Klemmhülse 4 axial verschoben werden. Der elastisch nachgiebige Teil 11 wirkt auch als Dichtung zwischen der Scheibe 9 und dem Lager. Die Anlage zwischen der Scheibe 9 und dem Flansch ist dicht. Ein SchLitz kann zwischen dem Flansch und der Scheibe lediglich während des Ausbaus des Lagers auftreten.
Die Breite des Schlitzes 10 zwischen dem Flansch 5 und der Scheibe 8 verändert sich beim Einbauen und Ausbauen des Lagers aufgrund der axialen Verschiebung des Lagers während dessen Montage und Demontage. Gemäß vorliegender Erfindung ist das radial außerhalb des Flansches 5 zwischen dem Flansch und dem Gehäuse angeordnete Dichtungselement 12 vorgesehen, den Schlitz 10 zu überbrücken. Somit ermöglicht diese Anordnung, dar die axiale Verschiebung des Lagers ohne Verlust der Dichtungswirkung durchgeführt werden kann.
In der in Figur 1 gezeigten Ausführung der Erfindung ist die Dichtung als Labyrinthdichtung ausgebildet mit einem ersten, inneren, auf dem Flansch 5 montierten Dichtungsteil Si und einem äußeren, in der Bohrung 3a des äußeren Ringes 3 montierten Dichtungsteil So. Der innere Dichtungsteil Si überbrückt den Schlitz 10, und somit werden Verunreinigungen, die durch den Schlitz in der Hülse 4 eindringen und sich im Schlitz zwischen dem Flansch 5 und der Scheibe 8 ausbreiten, durch den Dichtungsteil Si daran gehindert, in das Lager einzudringen. Auf die gleiche Weise hindert das Dichtungsteil Si Schmiermittel daran, auf demselben Weg aus dem Lager zu entweichen. Wie in den verschiedenen Ausführungen gezeigt, liegt der Dichtungsteil Si an den radialen Außenflächen des Flansches 5 und der Scheibe 8 an.
Aus der näheren Betrachtung der Figur 1 ergibt sich nun, daß der Dichtungsteil Si fest mit der Scheibe 8 verbunden ist mittels eines radial nach innen gerichteten, kurzen, sich über den Umfang erstreckenden Flansches 21, der radial nach innen vom Hauptteil 18a abgebogen ist. Demnach führt die beim Einbau und Ausbau des Lagers 2 verursachte axiale Bewegung zu einer Relativbewegung zwischen dem Flansch 5 und dem Hauptteil 8a. Die Funktion der Labyrinthdichtung wird mit Hilfe von zwei radial vorstehenden Dichtungsabschnitten des Dichtungsteiles Si aufrecht erhalten, die zwischen sich einen Dichtungsabschnitt des Dichtungsteiles So aufnehmen, der radial nach innen verläuft und der in den Raum zwischen den beiden radial vorstehenden Dichtungsabschnitten des Dichtungsteiles Si vorspringt.
In Betrachtung der in Figur 1 dargestellten Ausführung der Erfindung umfaßt gemäß Figur 1a der innere Dichtungsteil Si in der gezeigten Ausführungsform Seite an Seite Dichtungsabschnitte 16 und 18, die zwischen sich einen hauptsächlich U- förmigen Labyrinthkanal 17 begrenzen. Der Abschnitt 18 hat einen hauptsächlich zylindrischen Teil 18a, der über der äußeren Umfangsfläche des Flansches 5 liegt und auf dieser montiert ist, und einen radial nach innen gerichteten, entlang dem Umkreis verlaufenden Flansch 21 an seinem inneren axialen Ende, der die Scheibe 8 übergreift und mit dieser fest verbunden ist. Eine nach außen gerichtete Dichtungslippe 18b steht von dem entgegengesetzten axialen Ende des zylindrischen Körperteiles 18a des Abschnitts 18 vor, die in einem kegelstumpfförmigen, nach innen gerichteten Dichtungsabschnitt 18c endet, der über dem sich über den Umfang erstrekkenden Abschnitt 18a der Dichtung liegt. Der Dichtungsabschnitt 16 des inneren Dichtungsteiles Si hat hauptsächlich L-förmiges Profil mit einem kurzen zylindrischen Basisabschnitt 16a, der auf dem Außenumfang des Flansches 5, angrenzend an den Abschnitt 18, montiert ist und der eine radial nach außen gerichtete Dichtungslippe 16d aufweist, die in einem nach innen weisenden Kegelstumpfabschnitt 16c endet, der im Abstand von und im wesentlichen parallel zur kegelstumpfförmigen Lippe 18c des Dichtungsabschnitts 18 liegt und dazwischen einen ringförmig umlaufenden Kanal 17 begrenzt, der sich nach innen zur Mitte des Lagers öffnet.
Die äußere Dichtung So umfaßt einen hauptsächlich zylindrischen Basisabschnitt 24, der in der Bohrung 3a des Gehäuses 3 sitzt und an seinem äußeren axialen Ende eine hauptsächlich radial nach innen weisende, sich über den Umfang erstreckende Lippe 26 hat, die einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt mit einem Kegelstumpfabschnitt 28 aufweist und in den von den inneren Dichtungslippen begrenzten Kanal 17 hineinragt und somit den verwundenen, labyrinthförmigen Dichtungsweg bestimmt.
Die in der Figur 2 gezeigte Ausführung der Erfindung ähnelt im wesentlichen der in der Figur 1 gezeigten mit der Ausnahme, dar diese Ausführungsform nicht den äußeren Abschnitt 16 der inneren Dichtung Si umfaßt und im wesentlichen ein zweiteiliges Labyrinth darstellt.
Gemäß der in der Figur 3 gezeigten Ausführung der Erfindung besteht die Labyrinthdichtung aus einer zweiteiligen Dichtung, bei der in diesem Fall die innere Dichtung Si einen verhältnismäßig breiten Basisabschnitt 30 aufweist, der die äußere Umfangsfläche des Flansches 5 und der Scheibe 8 überdeckt und in sich zurückgebogen ist, um einen sich über den Umfang erstreckenden axialen Abschnitt 32 zu bilden, der den Basisabschnitt 30 überdeckt und von diesem beabstandet ist, um einen nach außen offenen Kanal 34 zu bilden. Der Basisabschnitt 30 hat an seinem äußeren axialen Ende einen radial eingecrimpten Flansch 36, durch den er mit dem Flansch 5 verbunden ist. Die äußere Dichtung So weist einen verhältnismäßig breiten Basisabschnitt 40 auf, der in der Bohrung 3a des Gehäuses 3 sitzt, einen radial verlaufenden Abschnitt 42, der vom einen axialen Ende des Basisabschnitts nach innen ragt, und einen nach außen versetzten Kegelstumpfabschnitt 44, der in einem kurzen radialen Abschnitt 46 und einer sich nach axial innen erstreckenden Lippe 48 endet, die in den Kanal 34 im inneren Dichtungsteil hineinragt und den erwähnten Labyrinthweg bildet.
In axialer Richtung wird Raum gespart, weil die Dichtungen in derselben Ebene wie die Flanschen 5, 6 liegen und mit diesen zusammenwirken. Die Dichtungen benötigen außerdem keinen weiteren radialen Raum als das Lager 2 selbst, und somit liegt kein Bedarf an weiterem radialen Raum im Gehäuse 3 vor. Die Konstruktion der Labyrinthdichtung läßt es zu, daß sich die Flanschen 5, 6 radial ziemlich weit bewegen, ohne von den Dichtungen gestört zu werden, was bedeutet, daß die Welle 1 im Gehäuse 3 im Umfange der selbsteinstellenden Fähigkeit des Lagers 2 geneigt werden kann. Die gesamte Anordnung ist vom Gehäuse 3 umschlossen, so daß keine rotierenden Teile außerhalb des Gehäuses vorstehen, was aus Sicherheitsgründen von Vorteil ist. Die Anordnung umschließt das Lager ziemlich dicht im Gehäuse, obgleich eine geschlitzte Hülse als Montageelement benutzt wird.
In der gezeigten Ausführung ist ein Abschnitt der Labyrinthdichtung fest verbunden entweder mit der Scheibe 8 (siehe Figur 1 und 2) oder mit dem Flansch 5 (siehe Figur 3). Die Scheibe 8 und der Dichtungsteil können alternativ als ein Teil konstruiert werden. Unabhängig davon, welche Alternative gewählt wird, ist der Dichtungsteil oder Teil der gemeinsamen Einheit, der den Dichtungsteil bildet, gemäß den Figuren 1 bis 3 mit Gleitpassung zu der Scheibe 8 oder dem Flansch 5 ausgeführt, oder mit Spiel, um eine Spaltdichtung zu bilden.
Sollte die Erfindung in Anwendungsfällen mit niedriger oder moderater Wellendrehzahl zum Einsatz kommen, ist es möglich, den dem Gehäuse 3 zugeordneten Dichtungsteil mit einer den anderen Dichtungsteil berührenden Lippe zu versehen.
Bei den gezeigten Ausführungsformen ist ein Flansch auf jeder Seite des Lagers vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch im allgemeinen auf Konstruktionen anwendbar, die lediglich einen Flansch aufweisen, wobei eine ausreichende Abstützung des Lagers auf der anderen Seite auf geeignete Weise vorgesehen ist. Bei den gezeigten Ausführungsformen ist eine separate Scheibe 8 dargestellt. Diese Scheibe kann natürlich einen Teil des inneren Laufringes des Lagers bilden, wenn dies zweckmäßig erscheint.

Claims

1. Montagevorrichtung für ein Lager (2) auf einer Welle (1) in einem Gehäuse (3) mit einer zwischen dem Lager und der Welle vorgesehenen Klemmhülse (4), einem zumindestens auf der einen Seite des Lagers angeordneten und der Klemmhülse zugeordneten Flansch (5), zwischen dem Flansch (5) und dem Gehäuse (3) radial außerhalb des Flansches (5) vorgesehenen Dichtungsmitteln (Si , So) sowie Mitteln (7) zum Verschieben des Lagers (2) axial auf der Hülse (4) während des Einbauens und des Ausbauens des Lagers, wobei die Breite eines zwischen dem Flansch (5) und dem Lager (2) oder einer damit verbundenen Scheibe (8) auftretenden Schlitzes (10) bei axialer Verschiebung des Lagers (2) verändert wird, und wobei die Dichtungsmittel (Si , So ) ein erstes, dem Flansch (5) oder der Scheibe (8) zugeordnetes Dichtungselement (Si) und ein zweites, dem Gehäuse (3) zugeordnetes, vorzugsweise damit fest verbundenes Dichtungselement (So) aufweisen, von denen das erste Dichtungselement (Si) sich axial über den Schlitz (10) erstreckt und damit den Schlitz überbrückt, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtungselement (So) derart mit dem ersten Dichtungselement (Si) zusammenwirkt, daß eine Labyrinthdichtung oder eine Lippendichtung gebildet wird.

2. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungselement (30) fest mit dem Flansch (5) verbunden ist.

3. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungselement (18) fest mit der Scheibe (8) verbunden ist.

4. Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungselement einen hauptsächlich kreiszylindrischen Hauptabschnitt (18, 30) aufweist, der an den radialen Außenflächen des Flansches (5) und der Scheibe (8) anliegt.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (4) auf an sich bekannte Weise konisch mit einem längslaufenden Schlitz ausgeführt ist und Flanschen (5, 6) beidseitig des Lagers (2) vorgesehen sind und dar ein zweites Dichtungseiement (11, 9) zwischen dem Lager (2) und dem Flansch (6) vorgesehen ist, welcher sich am großen Ende des konischen Bereiches der Hülse (4) befindet, wobei das zweite Dichtungselement in der Verschiebungsrichtung des Lagers (2) während der Montage des Lagers auf der Hülse zusammendrückbar ist und dichtend an dem zuletzt genannten Flansch (8) und dem Lager (2) anliegt.

6. Vorrichtung gemäß einem der Patentansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (Si) und das zweite (So) Dichtungselement mit ersten und zweiten, sich hauptsächlich radial erstreckenden Dichtungsabschnitten versehen sind, die einander radial überlappen.