CH414271A - Wälzlager mit eingebautem Messfühler - Google Patents

Description

      Wälzlager    mit     eingebautem        Messfiihler       Bei Wälzlagern benötigt man unterschiedliche  Spielgruppen, um den verschiedenartigen Passungen  des Wälzlagers und den von Fall zu Fall unterschied  lichen Betriebsbedingungen Rechnung zu tragen. Mit  unterschiedlichen     Spielgruppen    soll erreicht werden,  dass in jedem Fall das Betriebsspiel des Lagers wäh  rend des Laufes     möglichst    klein ist. Durch ein gerin  ges     Spiel    ergibt sich     eine        gute        Lastverteilung    im Lager  und eine gute     Rundlaufgenaui'gkeit    der gelagerten  Teile.

   In manchen Fällen, z. B. bei der Lagerung  von     Werkzeugmaschinenspindeln,    wo neben einer ho  hen Präzision und     Rundlaufgenauigkeit    auch noch  eine möglichst grosse Starrheit gefordert wird, sieht  man den Einbau so vor, dass die Lager im Betriebs  zustand sogar unter einer bestimmten     Vorspannung     laufen. Dabei ist der Abstand der Laufbahnen von  einander kleiner     als    der     Wälzkörperdurchmesser    im  unbelasteten Zustand.

   Besonders bei     vorgespannten          Lagern    bewirkt schon eine     kleine    Änderung der       Vorspannung    eine grosse Änderung der an den Kon  taktstellen zwischen den Laufbahnringen und den       Wälzkörpern    übertragenen Kräfte, weil das Wälzla  ger eine sehr harte Feder darstellt.  



  Es ist bekannt, das Spiel von eingebauten und  auch nicht eingebauten Wälzlagern bei stillstehendem  Lager mit     Fühlleh        ren,        sogenannten    Spionen, zu mes  sen. Bei eingebauten Lagern     bewegt    man auch die  Welle radial oder axial hin und her und misst den  Verschiebeweg mit     Messuhren    oder in anderer an sich  bekannter Weise. Bei Wälzlagern, die im Betrieb sind  oder bei denen die Lager eine     Vorspannung    oder  sogenanntes negatives Spiel aufweisen, versagen je  doch diese     Messmethoden,    bzw. sie sind nicht an  wendbar, ebensowenig zur     Spielmessung    in der Grö  ssenordnung von einigen tausendstel Millimetern.

      Diese Mängel werden erfindungsgemäss dadurch  behoben, dass zwischen den Laufringen mindestens  ein     Messfühler    stationär eingebaut ist, wobei der       Messfühler    dazu eingerichtet sein kann, mechanisch,  optisch,     elektrisch,    elektronisch oder pneumatisch zu  arbeiten. Der     Messfühler    besteht in     weiterer    Ausge  staltung der Erfindung :aus einem stiftförmigen Kör  per, dessen beide     Messflächen    als     Kugelflächen    ausge  bildet sind.

   Besonders     vorteilhaft    ist es,     wenn    der       Messfühler    nur während des     Messvorganges        anliegt     und     ;

  spielfrei    mittels einer Blattfeder geführt ist und  wenn die Länge des     Messfühlers        kleiner    ist als der       Wälzkörperdurchmesser.    Vorzugsweise wird man den       Messfühler    im stillstehenden Laufring     unterbringen,     wo er gegen die     Laufbahn    des anderen     Laufringes     oder gegen einen     Wälzkörper        wirkt.    Der     Messfühler     kann dazu eingerichtet sein, dass er Steuersignale zur  Spiel- oder     Vorspannungsermittlung    des Wälzlagers  gibt.  



  Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschrei  bung anhand der Zeichnung, die Schnitte durch einige       Ausführungsbeispiele    zeigt, erläutert.  



       Fig.    1 ist eine Ausführungsform bei einem     Zylin-          derrollenlager    mit einteiligem     Messfühler.     



       Fsg.    2 ist ein     Zylinderrollenlager    mit einem zwei  teiligen     Messfühler.    Diese beiden Anordnungen sind  zur Spiel- und     Vorspannungsmessung    im Stillstand  geeignet.  



       Fig.    3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfin  dung, die sich zur Spiel- und     Vorspannungsmessung     während des Laufes und im Stillstand eignet.  



  Bei     Fig.    4 wirkt der     Messfühler    gegen den Ansatz  eines Wälzkörpers.      In     Fig.    1 ist zwischen einem Aussenring 1 und  einem Innenring 2 ein     Rollenkranz    angeordnet, von  dem die Rolle 3 sichtbar ist. Ein Käfig 4 hält die  Rollen in     Umfangrichtung    auf gleichen Abstand. Der  Käfig 4 ist zwischen zwei Rollen mit     mindestens     einer radialen Bohrung 5 versehen, in der ein     Messstift     6 angeordnet ist, der die Wandung der Bohrung 5       nicht    berührt.

   Der     Messstift    6 ist mit einer Blattfeder  7 verbunden, die am äusseren Umfang 8 des Käfigs  in der Nähe der Stirnfläche 9 mit einer Schraube 10       befestigt        ist.    Das freie Ende der     Blattfeder    7 ragt über  die andere     Stirnfläche    11 des     Käfigs    hinaus und ist  mit einer Schraube 12 an die Stirnfläche 11     ge-          klemmt.    Der     Messstift    6, dessen     Messflächen    mit 13  und 14 bezeichnet sind, hat eine Länge, die kleiner  ist als der Durchmesser der Rolle 3.

   Die Bestimmung  des Spieles oder der Verspannung des eingebauten  Lagers wird in folgender Weise vorgenommen: Nach  Lösen der Schraube 12 wird der     Messstift    6 mit sei  ner     Messfläche    13 durch die Kraft der gegen den  Aussenring 1 des Rollenlagers vorgespannten Blattfe  der 7 gegen die Laufbahn 15 des     Aussenringes    1 ge  drückt. Die Länge des     Messstiftes    6 ist so festgelegt,  dass der Abstand zwischen der     Messfläche    14 und  der Laufbahn 16 des Innenringes 2 mit einem Innen  messgerät an sich bekannter Konstruktion, das eine  auf     i/iooo    mm genaue Messung zulässt, bestimmt  werden kann.

   Da die Länge des     Messstiftes    6 und der  Durchmesser der Rolle 3 bekannt ist, kann nun der  Abstand der beiden Laufbahnen 15 und 16 genau an  gegeben werden. Auf diese Art kann das Spiel oder  die Verspannung des Lagers ermittelt werden. Nach       durchgeführter    Messung     wird    mittels der Schraube 12  die Blattfeder 7 wieder so am Käfig festgeklemmt,  dass der     Messstift    6 mit seinen     Messflächen    13 und 14  die     Laufbahnen    15 und 16     nicht    mehr     berührt,    bevor  das Lager in Gang gesetzt wird.  



       Fig.    2 ist     ein        Ausführungsbeispiel    mit zweiteili  gem     Messfühler    an einem     Zylinderrollenlager.    In der  Bohrung 30 des Käfigs 31 ist     ein    zweiteiliger     Mess-          fühler    angeordnet, der aus zwei Kugeln 17 und 18  besteht. Die Kugeln 17 und 18 sind je in einer Blatt  feder 19 und 20 befestigt,     die    mit Schrauben 21 und  22 am Aussendurchmesser 23 und Innendurchmesser  24 des Käfigs 31 in der Nähe der Stirnfläche 25 befe  stigt sind.

   Die freien Enden der Blattfedern 19 und 20  können an der anderen Stirnfläche 26 des Käfigs 31  beispielsweise durch Schrauben 27 und 28     geklemmt     werden. Von der     Stirnseite    26 erstreckt ;sich eine axiale  Bohrung 29 bis zur Bohrung 30. Die Summe der  Durchmesser der beiden Kugeln 17 und 18 ist     kleiner          .als    der Durchmesser der Rolle 32.

   Zur Spiel- oder       Vorspannungsmessung    löst man die beiden Schrauben  27 und 28, so dass sich die beiden Kugeln 17 und 18  gegen,     die        Innenrmglaufbah        n    3-3     und    die     Aussenri'ag-          laufbahn    34 anlegen können.     Zwischen    den beiden  Kugeln 17 und 18 ist jetzt genügend Platz zur Einfüh  rung eines     Innenmessgerätes    bekannter Konstruktion.

    Nach beendeter Messung werden durch die     Schrauben     27 und 28 die beiden Federenden wieder so ge-    klemmt, dass die Kugeln 17 und 18 keine     Berührung     mit den     Laufbahnen    33 und 34 haben.  



       Fig.    3 zeigt eine Ausführungsform, die sich     zur     Spiel- und     Vorspannungsmessung    auch während des  Laufes eignet. In Aussenring 35 sind zwei     Messdüsen     36 und 37 radial angeordnet. Sie wirken gegen die  zweckmässig zylindrisch ausgebildete Fläche 38 des       umlaufenden    Innenringes 39,     in    diesem     Falle    gegen  die Laufbahn selbst.     Die        Messdüsen    36 und 37     sind     Teile     eines    an sich bekannten pneumatischen     Messkrei-          ses    40.

   Je nach der Grösse des Spaltes 41 und 42 zwi  schen den     Messdüsen    36 und 37 und der     Laufbahn    38  stellt sich im     Messkreis    ein bestimmter Druck ein, der  am Manometer 43 angezeigt wird. Die     Schaltung    der  Düsen ist, so gewählt, dass in     bekannter        Weise    eine       Mittelwertbildung    der Spaltweiten vorgenommen  wird. Die Justierung der     Messdüsen    wird     zweckmä-          ssigerweise    so vorgenommen, dass der Anzeige 0 des  Manometers ein Laufbahnabstand entspricht, der  dem     Wälzkörperdurchmesser    gleich ist.  



  In besonderen Fällen     kann    es wünschenswert sein,  die     Verspannung    des Wälzlagers durch eine Ab  standsmessung vorzugsweise zwischen dem stillste  henden Aussenring und einem zweckmässig ausgebil  deten Wälzkörper zu ermitteln. In     Fig.    4 ist ein Aus  führungsbeispiel hierfür an einem     Zylinderrollenlager     dargestellt. In     diesem        Fall    ist die Rolle 44 an einem  Ende mit einem zylindrischen Ansatz 45 versehen,  der einen     kleineren        Durchmesser    aufweist als die       Rolle.    Der Käfig 46 des Lagers ist hier als Kammkä  fig ausgebildet.

   Der     Messfühler    47 ist im Aussenring  48 angeordnet und arbeitet gegen den     zylindrischen     Mantel 49 des Ansatzes 45. Der     Messfühler        kann    in  an sich bekannter Weise     elekfroniseh,        beispielsweise     berührungslos     kapazitiv,    oder auch pneumatisch ar  beiten.  



  Es empfiehlt sich, die     Messdüsen    paarweise an       mehreren    Stellen des Umfangs anzuordnen. In einer  weiteren Ausgestaltung des     Erfindungsgegenstandes          können    in den     Messkreis    in an sich bekannter Weise  Signalgeber eingebaut werden, die während des Be  triebes bei Erreichung eines unerwünschten Zustan  des, z. B.     unzulässig    hoher Verspannung, die Ma  schine     stilLsetzen    oder Massnahmen einleiten, die das  Lager wieder in den Normalzustand zurückführen.  Eine solche Massnahme wäre beispielsweise das Ein  blasen von Kühlluft in das Lager.

   Statt der pneuma  tischen     Messfühler    können auch     elektronische,    opti  sche oder, elektrische Fühler verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wälzlager, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Laufringen mindestens ein Messfühler stationär eingebaut ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Wälzlager nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Messfühler auf mechanischer, optischer, elektrischer, elektronischer oder pneuma tischer Grundlage arbeitet.

   2. Wälzlager nach Patentanspruch, dadurch, ge kennzeichnet, dass der Messfühler aus einem stift- förmigen Körper besteht, der im Käfig des Wälzlagers beweglich angeordnet ist (Fig. 1). 3. Wälzlager nach Patentanspruch und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Messflächen des Messstiftes als Teil einer Kugelfläche ausgebildet sind (Fig.1 und 2). 4.

   Wälzlager nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, d'ass der Messstift nur während des Messvorganges an einer der beiden Laufbahnen anliegt. 5. Wälzlager nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstift spielfrei mittels einer Blattfeder geführt ist (Fig. 1 und 2). 6.

   Wälzlager nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstift kürzer ist als der Wälzkörperdurchmes- ser. 7. Wälzlager nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein pneumatischer Messfühler in. einer radialen Bohrung des Aussenringes befestigt ist und gegen die Laufbahn des Innenringes wirkt (Fig. 3). B.

   Wälzlager nach Patentanspruch und Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfüh- ler in einer radialen Bohrung des Aussenringes befe stigt ist und gegen den Wälzkörper wirkt (Fig. 4). 9. Wälzlager nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein pneumatischer Messfühler Steuersignale zur Spiel oder Vorspannungsregulierung des Wälzlagers abgibt.