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Patent Searching and Data


Title:
BEARING SET OF ROLLER BEARING OF ROTOR MOUNTED IN HOUSING HAVING FRONT CLEARANCE, AND METHOD FOR INSTALLATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/009266
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing set (1 ) of a roller bearing of a rotor mounted in a housing having a front clearance, such as a screw-type compressor, wherein the bearing set (1 ) comprises a ball bearing (2; 4) that is disposed axially on the exterior, and a cylinder roller bearing (3) that is disposed axially on the interior, the interior rings (6, 15) of which in the installation state are mounted in a non-rotating manner on a rotor shaft (38; 39). In order to enable a simplified and more precise installation of such a bearing set, it is provided that the cylinder roller bearing (3) is designed in a dismountable manner and has an exterior ring (14) comprising a single axially exterior rim (20) and an interior ring (15) having a single axially interior rim (23), wherein the set of cylinder rollers (16) disposed between the interior ring (15) and the exterior ring (14) is limited axially by the rims (20, 23) of the exterior ring (14) and the interior ring (15). The invention further relates to a method for the installation of such a bearing set on a rotor shaft.

Inventors:
ZYLLA JOSEF (DE)
GEORGI JAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/001222
Publication Date:
January 24, 2008
Filing Date:
July 10, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
ZYLLA JOSEF (DE)
GEORGI JAN (DE)
International Classes:
F01C21/02; F01C21/10; F04C18/16; F16C19/49; F16C35/06
Foreign References:
JP2003294032A2003-10-15
US3667822A1972-06-06
US5071265A1991-12-10
DE102005004184A12006-03-02
JP2002339960A2002-11-27
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Claims:

Patentansprüche

1. Lagersatz (1) einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse (34) mit Stirnspiel (37) gelagerten Rotors (32; 33) beispielsweise eines Schraubenverdichters (31), wobei der Lagersatz (1) aus einem axial außen angeordneten Kugellager (2; 4) und aus einem axial innen an- geordneten Zylinderrollenlager (3) besteht, deren Innenringe (6, 15) im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwelle (38; 39) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderrollenlager (3) zerlegbar ausgebildet ist und einen Außenring (14) mit einem einzigen axial äußeren Bord (20) sowie einen Innenring (15) mit einem einzigen axial inneren Bord (23) aufweist, wobei der zwischen Innenring (15) und

Außenring (14) angeordnete Satz von Zylinderrollen (16) axial von den Borden (20, 23) von Außenring (14) und Innenring (15) begrenzt ist.

2. Lagersatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenlaufbahn (18) des Außenrings (14) axial innen von einer konischen Erweiterung (19) und axial außen von dem radial nach innen ragenden axial außen angeordneten Bord (20) begrenzt ist, und dass der Innenring (15) eine Innenlaufbahn (21) aufweist, welche axial außen von einer konischen Erweiterung (22) und axial innen von einem radial nach innen ragenden Bord (23) begrenzt ist.

3. Lagersatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrollen (16) einen axialen Abstand (24) zu wenigstens einem Bord (20; 23) aufweisen.

4. Lagersatz nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugellager (2) ein Vierpunktlager oder ein Rillenkugellager ist.

5. Lagersatz wenigstens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kugellager (2) ein Schrägkugellager (4) ist, welches einen

Außenring (5) mit einer Schulter (9) und einen Innenring (6) mit einer

Schulter (10) aufweist, wobei die Schultern (9, 10) zueinander axial beabstandet sind und Lagerkugeln (7) axial begrenzen.

6. Lagersatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägkugellager (4) zerlegbar ausgebildet ist.

7. Verfahren zur Montage eines Lagersatzes auf der Rotorwelle (38; 39) beispielsweise eines Schraubenverdichters (31), bei dem in einem ersten Schritt der aus Kugellager (2; 4) und Zylinderrollenlager (3) bestehende Lagersatz (1) auf die vertikal angeordnete Rotorwelle (38; 39) aufgeschoben und die Rotorwelle (38; 39) mit einer vertikalen Kraft belastet wird und ein axialer Abstand (37) des Rotors (32; 33) zur Gehäusestirnwand (36) sowie der Abstand wenigstens der Innen- ringe (6, 15) des Lagersatzes (1) zu einer Anlauffläche (40) der Rotorwelle (38; 39) gemessen wird, und bei dem in einem zweiten Schritt der Lagersatz (1) von der Rotorwelle (38; 39) entfernt und nach einer Demontage des Lagersatzes (1) dieser zur Korrektur des axialen Abstandes bearbeitet wird, und bei dem in einem dritten Schritt der be- arbeitete Lagersatz (1) auf die Rotorwelle (38; 39) aufgeschoben und mit dieser endgültig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt ein einstückiger Maßring (43) oder ein Satz von

Messscheiben in das Zylinderrollenlager (3) anstelle der Zylinderrollen (16) zwischen Außenring (14) und Innenring (15) eingesetzt wird, wobei die axiale Breite des Maßrings (43) bzw. der Messscheiben der a- xialen Breite der Zylinderrollen (16) entspricht, wonach der Lagersatz (1) auf die vertikal angeordnete Rotorwelle (38; 39) aufgeschoben wird, und bei dem im dritten Schritt der bearbeitete Lagersatz (1) mit den Zylinderrollen (16) versehen und auf die Rotorwelle (38; 39) aufgeschoben sowie mit dieser endgültig verbunden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt wenigstens ein gemessener axialer überstand (44; 45) einer Stirnkante (26; 27) gegenüber einer radial beabstandeten Stirnkante (25; 28) von Außenring (14) bzw. Innenring (15) des Zylinderrollenlagers (3) reduziert wird.

9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt die mit den Borden (20, 23) versehenen Stirnkanten (25, 28) von Außenring (14) und Innenring (15) auf eine plane Fläche aufgestellt und die axial gegenüberliegen- den Stirnkanten (26; 27) zum Abtrag des überstandes (44, 45) in einem Arbeitsgang schleifend bearbeitet werden.

10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt wenigstens ein überstand (44; 45) des Innenrings (15) des Zylinderrollenlagers (3) mit einer Abweichung von +/- 0,001 mm bis 0,008 mm, vorzugsweise von +/- 0,005 mm, gegenüber dem im ersten Schritt gewonnenen Messergebnis abgetragen wird.

11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt überstände von Stirnkanten (11 , 12; 29, 30) von Außenring (5) und Innenring (6) des Kugellagers (2; 4) verringert werden.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors und Verfahren zu seiner Montage

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors beispielsweise eines Schraubenverdichters, wobei der Lagersatz aus einem axial außen angeordneten Kugellager und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager besteht, deren Innenringe im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwelle gelagert sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßer Lagersatz ist beispielsweise aus der US 4, 465, 446 bekannt. Der dort beschriebene Lagersatz einer zweiseitig gelagerten Rotorwelle besteht aus einem axial außen angeordnetem Kugellager sowie aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager, deren Innenringe im Einbauzustand fest gegen einen Anlaufbund des Wellenzapfens verspannt

sind, bei gleichzeitiger Vorspannung eines auf die Außenringe der Wälzlager wirkenden Federelements, dort in Form einer Tellerfeder. Das Kugellager und das Zylinderrollenlager sind auf der Seite der Innenringe durch ein Distanzstück getrennt, wobei in dem sich ergebenden Zwischenraum die Teller- feder und ein sich radial nach innen erstreckendes Bein eines L-förmig ausgebildeten Lagerelementes angeordnet sind. Das axial liegende Bein des Lagerelementes erstreckt sich über die Breite des Außenringes des Zylinderrollenlagers hinaus und weist einen radialen Abstand zum Außenring auf. Das dort verwendete Kugellager ist als so genanntes QJ-Lager, also als Vierpunktlager ausgebildet, während das Zylinderrollenlager als so genanntes NU-Lager ausgebildet ist, also einen Außenring mit zwei Außenborden und einen bordlosen Innenring aufweist.

In der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 054 705.2 wird ebenfalls ein Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors eines Schraubenverdichters beschrieben, wobei der Lagersatz aus einem axial außen angeordneten Kugellager und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenager besteht, deren Innenringe im Einbauzustand drehfest auf einer Welle des Rotors gelagert sind. Das Kugellager ist dort entweder als Schrägkugellager oder als Vierpunktlager ausgebildet, während das Zylinderrollenlager entweder als NU-Lager oder als NJ-Lager ausgebildet ist. Bei einem NJ-Lager handelt es sich um ein Zylinderrollenlager, dessen Außenring zwei axial äußere Borde aufweist, welche die Zylinderrollen umgreifen, während sein Innenring lediglich ein axial äußeres Bord aufweist, welches im Einbauzustand zum Anlaufbund der Rotorwelle gerichtet ist.

Aus der DE 197 16 549 A1 ist ein Schraubenverdichter für stationäre oder mobile Kompressoren bekannt, welcher einen Lagersatz aufweist, der aus einem QJ-Kugellager und aus einem NU-Zylinderrollenlager besteht. Schraubenverdichter, für welche derartige Lagersätze vornehmlich verwendet werden, sind in Hinblick auf eine korrekte Einstellung eines Spaltes zwischen

einem Gehäuse und den ineinander kämmenden Rotoren, welche als Rippenrotor und Nutenrotor ausgebildet sind, besonders schwierig zu montieren. üblicherweise werden derartige Schraubenverdichter zunächst provisorisch mit wenigstens einem Lagersatz zusammen gebaut, worauf das Axial- spiel zwischen Rotoren und Gehäuse gemessen wird. Hierauf wird der Schraubenverdichter teilweise demontiert und es werden entsprechend dem zuvor gemessenen Spiel Distanz- oder Passscheiben zwischen dem Lagersatz und der zugeordneten Anlagefläche eingesetzt, worauf der Verdichter dann endgültig montiert wird und die Rotoren das erwünschte Spiel haben. Diese Art der Spieleinstellung ist einerseits zeitaufwendig und umständlich, abgesehen davon, dass es bei bestimmten Bauarten schwierig ist, das Axialspiel der Rotoren im montierten Zustand zu messen, und andererseits bietet diese Spieleinstellung keine Möglichkeit der Nachstellung ohne erneute Demontage.

Es sind bereits mehrfach Versuche unternommen worden, dieses zeitraubende Verfahren zu ersetzen. Aus der DE 25 31 414 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Einstellen des Axialspiels von Rotoren in einem Gehäuse, insbesondere für Drehkolbenmaschinen mit einem Käfigrotor und einem innerhalb von diesem angeordneten sowie mit diesem in Eingriff stehenden Kämmrotor und für Schraubenverdichter bekannt, bei der eine das Axiallager eines Rotors umgebende Muffe mit einem auf der Innenseite nach innen ragenden Bund vorgesehen ist, an dem das Axiallager anliegt, welches sich an einem Widerlager auf der Rotorwelle abstützt, wobei die Muffe durch ein Außengewinde im Gehäuse oder einem Gehäuseteil festliegt und von der Außenseite des Gehäuses verdrehbar ist.

Eine ähnliche Lösung ist aus der DE 90 15 876 LH bekannt. Bei beiden Lösungen wird versucht, auf möglichst einfache, aber gleichzeitig exakte Weise eine Tellerfeder so zu montieren, dass durch diese das exakte Lüftspiel zwischen Rotor und Gehäuse einerseits und zwischen Lagersatz und Gehäuse andererseits eingestellt werden kann.

Der Nachteil derartiger Lösungen ist darin zu sehen, dass sich das Axialspiel über die Betriebsdauer verändern kann, da Tellerfedern auf Dauer ermüden. Daher wird eine Verbesserung von Lagersätzen und entsprechender Montageverfahren angestrebt, die herkömmliche Montageeinrichtungen nutzen.

Es ist allgemein übliche Praxis, dass Hersteller von Schraubenkompressoren die Messung des Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse bei der Montage in vertikaler Rotorposition durchführen. Diese Vorgehensweise ist bei Verwendung von Kugellagern als Axiallager unproblematisch, da Kugellager in der Lage sind, die bei der Messung in vertikaler Position auftretenden hohen Axialkräfte aufzunehmen. Nimmt jedoch ein Zylinderrollenlager Axialkräfte auf, so kommt es aufgrund der fehlenden Radiallast zu einer Verkippung der Rollen während der Messung. Diese Verkippung führt zu einem Messfehler, da die Welle sich hierdurch weiter verschieben lässt als dies ohne Verkip- pung möglich wäre.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagersatz und ein Verfahren zu seiner Montage zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile beseitigen. Insbesondere soll ein Lagersatz bereitgestellt werden, der einfach aufgebaut ist und im Betrieb auftretende Axial- und Radialkräfte sicher aufnehmen kann. Das Verfahren zur Montage des Lagersatzes soll eine präzise Einstellung eines axialen Abstandes des Lagersatzes zu einer Rotorwelle ermöglichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass das Zylinderrollenlager einen Außenring und einen Innenring aufweist, die jeweils nur ein axial äußeres beziehungsweise inneres Bord aufweisen, wodurch ein Lagersatz geschaffen wird, bei dem zumindest das Zylinderrollenlager demontierbar ausgebildet ist.

Die Erfindung geht daher aus von einem Lagersatz einer Wälzlagerung eines in einem Gehäuse mit Stirnspiel gelagerten Rotors beispielsweise eines Schraubenverdichters, wobei der Lagersatz aus einem axial außen angeordneten Kugellager und aus einem axial innen angeordneten Zylinderrollenlager besteht, deren Innenringe im Einbauzustand drehfest auf einer Rotorwel- Ie gelagert sind. Zudem ist vorgesehen, dass das Zylinderrollenlager zerlegbar ausgebildet ist und einen Außenring mit einem einzigen axial äußeren Bord sowie einen Innenring mit einem einzigen axial inneren Bord aufweist, wobei der zwischen Innenring und Außenring angeordnete Satz von Zylinderrollen axial von den Borden von Außenring und Innenring begrenzt ist.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass sich durch die vollständige Zerlegbarkeit zumindest des Zylinderrollenlagers in verschiedenen Stadien des provisorischen Zusammenbaus und der nachfolgenden endgültigen Montage des Lagersatzes ganz neuartige und überraschende Möglichkeiten ergeben. Dadurch, dass Außenring und Innenring jeweils nur ein einziges Bord aufweisen, lässt sich nicht nur der Außenring vom Innenring abziehen, was allein schon ein Fortschritt hinsichtlich einer einfacheren und schnelleren Montage ist, es lassen sich nunmehr auch der Satz von Zylinderrollen problemlos vom Außenring bzw. vom Innenring trennen, welches bei sonst üblichen NU- oder NJ-Zylinderrollenlagern, deren Außenringe jeweils zwei Borde aufweisen, nicht möglich ist. Dadurch, dass die Zylinderrollen problemlos in das Zylinderrollenlager einsetzbar bzw. entfernbar sind, können,

was gemäß eines Verfahrens zur Montage des Lagersatzes vorgesehen ist, die Zylinderrollen gegen einen Maßring ausgetauscht werden und umgekehrt.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass eine Außenlaufbahn des Außenrings axial innen von einer konischen Erweiterung, beispielsweise einer Einführschräge, und axial außen von dem radial nach innen ragenden axial, außen angeordneten Bord begrenzt ist, und dass der Innenring eine Innenlaufbahn aufweist, welche axial außen von einer konischen Erweiterung, beispielswei- se eine Einführschräge, und axial innen von einem radial nach innen ragenden Bord begrenzt ist.

In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass die Zylinderrollen einen axialen Abstand zu wenigstens einem Bord aufweisen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kugellager ein Vierpunktlager oder ein Rillenkugellager ist.

In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kugellager ein Schrägkugellager ist, welches einen Außenring mit einer radialen Schulter und einen Innenring mit einer radialen Schulter aufweist, wobei die Schultern zueinander axial beabstandet sind und Lagerkugeln axial begrenzen. Auch wenn die Verwendung eines Vierpunktlagers im Rahmen der Erfindung liegt, so hat sich doch ein Schrägkugellager als be- sonders praktisch erwiesen. Denn es weist bezüglich der axialen Verschiebbarkeit von Außenring und Innenring zueinander ähnliche Eigenschaften auf wie das erfindungsgemäße Zylinderrollenlager, bei welchem es sich im übrigen um ein quasi abnormales NJ-Lager handelt.

Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass das Schrägkugellager zerlegbar ausgebildet ist.

Die Erfindung geht ebenfalls aus von einem Verfahren zur Montage eines Lagersatzes auf der Rotorwelle beispielsweise eines Schraubenverdichters, bei dem in einem ersten Schritt der aus Kugellager und Zylinderrollenlager bestehende Lagersatz auf eine vertikal angeordnete Rotorwelle aufgescho- ben und die Rotorwelle mit einer vertikalen Kraft belastet wird, und bei dem ein axialer Abstand des Rotors zur Gehäusestirnwand und/oder der Abstand wenigstens der Innenringe des Lagersatzes zu einer Anlauffläche der Rotorwelle gemessen wird, und bei dem in einem zweiten Schritt der Lagersatz von der Rotorwelle entfernt und nach Demontage des Lagersatzes dieser zur Korrektur des axialen Abstandes bearbeitet wird, und bei dem in einem dritten Schritt der bearbeitete Lagersatz auf die Rotorwelle aufgeschoben und mit dieser endgültig verbunden wird.

Zudem ist vorgesehen, dass im ersten Schritt ein einstückiger Maßring oder ein Satz von Messscheiben in das Zylinderrollenlager anstelle der Zylinderrollen zwischen Außenring und Innenring eingesetzt wird (Rollenverkörperungsring), wobei die axiale Breite des Maßrings bzw. der Messscheiben der axialen Breite der Zylinderrollen entspricht, wonach der Lagersatz auf die vertikal angeordnete Rotorwelle aufgeschoben wird, und dass im dritten Schritt der bearbeitete Lagersatz mit den Zylinderrollen versehen sowie auf die Rotorwelle aufgeschoben und mit dieser endgültig verbunden wird.

Ein derartiges Verfahren bietet ganz erhebliche Vorteile gegenüber den bislang bekannten Verfahren. Bisher erfolgt die Montage des Lagersatzes in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird danach zunächst das Axialspiel im Lagersatz gemessen und die passende Passscheibe zur Axialspieleinstellung ausgewählt. Im zweiten Schritt erfolgt die Einstellung des Spaltes zwischen Rotor und Gehäuse. Das Aggregat wird wieder zusammengebaut, dann wird der Spalt zwischen Rotor und Gehäuse gemessen, um anschließend das Aggregat wieder zu zerlegen und die richtige Passscheibe zur Wellenjustierung einzusetzen.

Durch den Maßring oder durch einen entsprechenden Satz von Messscheiben lässt sich auf überraschend einfache Art und Weise ein schier unüber- windbares Hindernis bei der bislang verwendeten Methode ausräumen, nämlich einen immer wieder auftretenden Messfehler, der daher rührt, dass radi- al unbelastete, aber axial übermäßig stark belastete Zylinderrollen um ihre Achse kippen. Dieses Verkippen führt zu einem Messfehler, der bislang nur abgeschätzt aber nicht ausgeräumt werden konnte.

Außerdem kann in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass im zweiten Schritt wenigstens ein gemessener axialer überstand einer Stirnkante gegenüber einer radial beabstandeten Stirnkante von Außenring bzw. Innenring des Zylinderrollenlagers reduziert wird.

In einer besonders praktischen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt die mit den Borden versehenen Stirnkanten von Außenring und Innenring auf eine plane Fläche aufgestellt und die axial gegenüberliegenden Stirnkanten zum Abtrag des überstandes in einem Arbeitsgang schleifend bearbeitet werden.

Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass im zweiten Schritt wenigstens ein überstand des Innenrings des Zylinderrollenlagers mit einer Abweichung von +/- 0,001 mm bis 0,008 mm, vorzugsweise von +/- 0,005 mm, gegenüber dem im ersten Schritt gewonnenen Messergebnis abgetragen wird.

Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass im zweiten Schritt überstände von Stirnkanten von Außenring und Innenring des Kugellagers verringert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen Radialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Lagersatzes gemäß der Erfindung in hälftiger Ansicht,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch einen Schraubenverdichter mit ei- nem Lagersatz gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Radialschnitts durch ein Ausführungsbeispiel eines Lagersatzes gemäß der Erfindung in hälftiger Ansicht,

Fig. 4 einen weiteren Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Radialschnitts durch ein Ausführungsbeispiel eines Lagersatzes gemäß der Erfindung in hälftiger Ansicht,

Fig. 5 ein Detail aus Fig. 4, und

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagersatzes 1 im Radialschnitt in hälftiger Ansicht dargestellt. Der Lagersatz 1 besteht aus einem Axialkräfte aufnehmenden Kugellager 2 und aus einem Radialkräfte aufnehmenden Zylinderrollenlager 3. Im eingebauten Zustand auf einer Welle eines Rotors ist das Kugellager 2 axial außen und das Zylinderrol- lenlager 3 axial innen angeordnet.

Das Kugellager 2 ist als Schrägkugellager 4 ausgebildet und weist einen Außenring 5 sowie einen Innenring 6 auf, zwischen denen Lagerkugeln angeordnet sind, von denen in Fig. 1 nur eine Lagerkugel 7 dargestellt ist. Die Lagerkugeln 7 sind in einem Lagerkäfig 8 gehaltert und rollen in Laufbahnen, welche von radialen Schultern 9 bzw. 10 begrenzt sind. Axial innere Stirnflächen 11 , 12 von Außenring 5 und Innenring 6 sind unter Verbleib eines radialen Spaltes 13 gegen das Zylinderrollenlager 3 gerichtet. Obwohl für den erfindungsgemäßen Lagersatz 1 ein Schrägkugellager 4 bevorzugt wird, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, stattdessen ein Vierpunktlager oder ein Rillenkugellager zu verwenden.

Das Zylinderrollenlager 3 weist einen Außenring 14 und einen Innenring 15 auf, zwischen denen Zylinderrollen 16 angeordnet ist, von denen in Fig. 1 lediglich eine Zylinderrolle 16 dargestellt ist. Die Zylinderrollen 16 sind in einem Lagerkäfig 17 gehalten. Eine Außenlaufbahn 18 des Außenrings 14 wird axial innen von einer konischen Erweiterung, einer Einführschräge 19, und axial außen von einem radial nach innen ragenden, axial außen angeordneten Bord 20 begrenzt. Der Innenring 15 ist spiegelbildlich zum Außenring 14 aufgebaut. Entsprechend ist eine Innenlaufbahn 21 axial außen von einer konischen Erweiterung, einer Einführschräge 22, und axial innen von einem radial nach innen ragenden Bord 23 begrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Zylinderrolle 16 am Bord 20 des Außenrings 14 an, während die Zylinderrolle 16 einen axialen Abstand 24 zum Bord 23 aufweist. Die konischen Erweiterungen 19 und 22 erleichtern das Einsetzen des Satzes von Zylinderrollen 16 in das Zylinderrollenlager 3.

Axial äußere Stirnkanten 25, 26 von Außenring 14 und Innenring 15 liegen an den axial äußeren Stirnflächen 11 , 12 des Schrägkugellagers 4 an. Die axial inneren Stirnkanten 27 und 28 von Außenring 14 und Innenring 15 des Zylinderrollenlagers 3 sind parallel zueinander ausgerichtet, genauso wie die axial äußeren Stirnkanten 29 und 30 von Außenring 5 und Innenring 6 des Schrägkugellagers 4.

Der in Fig. 1 dargestellte Lagersatz 1 ist das Endergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches in Bezug auf die Figuren 2 bis 6 näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist im Längsschnitt die Teilansicht eines Schraubenverdichters 31 mit zwei ineinander kämmenden Rotoren 32, 33 dargestellt, die in einem Gehäuse 34 des Schraubenverdichters 31 mit zwei sich schneidenden achsparallelen Bohrungen zur Bildung eines die Rotoren 32, 33 aufnehmenden Arbeitsraums 35 gelagert sind, der stirnseitig von einer Gehäusestirnwand 36 des Verdichtergehäuses 34 abgeschlossen wird.

Der Rotor 32 ist als Rippenrotor oder Hauptläufer und der Rotor 33 ist als Nutenrotor oder Nebenläufer ausgebildet. Ein axialer Spalt 37 zwischen Gehäusestirnwand 36 und den Stirnwänden der Rotoren 32, 33 muss korrekt eingestellt sein, um eine einwandfreie Arbeitsweise des Schraubenverdichters 31 zu ermöglichen. Rotorwellen 38, 39 der Rotoren 32, 33 enden axial außerhalb des Arbeitsraums 35 und sind jeweils in Lagersätzen 1 gelagert, wobei die Stirnkanten 28 der Innenringe 15 der Zylinderrollenlager 3 jeweils an einem Anlaufbund 40 der Rotorwellen 38, 39 anliegen.

Die Breite des genannten axialen Spaltes 37 wird durch die Gehäusemaße des Schraubenverdichters 31 sowie maßgeblich von einem noch näher zu beschreibenden überstand des Zylinderrollenlagers 3 des Lagersatzes 1 beeinflusst. Eine Einengung der jeweiligen Parameter, insbesondere der überstände des Zylinderrollenlagers 3, führt zu einer genaueren Voreinstellung des Spaltes 37 beim Montagevorgang.

Der in Fig. 2 dargestellte Zustand entspricht einem weitgehend bekannten Montageverfahren, bei dem der Schraubenverdichter 31 vertikal ausgerichtet ist. Die Rotoren 32, 33 werden dabei mit einer nur angedeuteten Krafterzeugungseinrichtung 41 zur Anlage einer Zugkraft, beispielsweise in Höhe von etwa 300 N, verbunden. Ein ebenfalls nur angedeutetes Messinstrument 42

misst ein Verschieben der Außenringe 5, 14 gegenüber den Innenringen 6, 15 von Kugellager 2 und Zylinderrollenlager 3.

Zum besseren Verständnis des bisherigen Problems des Standes der Tech- nik ist der Lagersatz 1 der Rotorwelle 39 des Rotors 33 mit den Zylinderrollen 16 bestückt. Durch die relativ hohe vertikale Kraft, die einer abnorm hohen axialen Last im Betrieb entspricht, und aufgrund der bei diesem Montageaufbau fehlenden Radiallast verkippen die Zylinderrollen 16 um ihre Achse. Dieses Verkippen der Zylinderrollen 16 verursacht einen Messfehler, da die Welle sich hierdurch axial weiter verschieben lässt als es ohne Verkippung möglich wäre, welches folglich zu einer falschen Berechnung des notwendigen Abstandes des Lagersatzes 1 zum Anlaufbund 40 führt.

Um diesen Messfehler von vornherein zu vermeiden, wird der Lagersatz 1 der Rotorwelle 38 in Abweichung vom bislang Bekannten montiert. Dazu wird anstelle der Zylinderrollen 16 ein einstückiger Maßring 43 in das Zylinderrollenlager 3 eingesetzt. Dadurch, dass das Zylinderrollenlager 3 nur jeweils einen Bord 20, 23 am Innenring 14 bzw. Außenring 15 aufweist, ist es möglich, das Zylinderrollenlager 3 zu demontieren und die Zylinderrollen 16 durch den Maßring 43 zu ersetzen. Der Maßring 43 weist eine axiale Breite auf, welche der axialen Breite der Zylinderrollen 16 entspricht. Es ist auch möglich, statt des einstückigen Maßrings 43 einen Satz von Messscheiben zu verwenden, deren Gesamtdicke ebenfalls der axialen Breite der Zylinderrollen 16 entspricht. Wichtig ist, dass eine Lehre verwendet wird, die inner- halb des Zylinderrollenlagers 3 nicht verkanten und somit das Messergebnis nicht verfälschen kann.

Nachdem der axiale Abstand des Lagersatzes 1 zum Anlaufbund 40 bzw. die axialen Abstände der Stirnkanten der Innenringe 6, 15 zueinander gemessen wurden, wird der Lagersatz 1 aus dem Schraubenverdichter 31 entfernt und einer weiteren Bearbeitung zugeführt. Abschließend wird der Spalt 37 zwischen den Rotoren 32, 33 und der Gehäusestirnwand 36 mittels einer Pass-

Scheibe justiert, wobei bei diesem endgültigen Montagevorgang statt des Maßrings 43 die Zylinderrollen 16 eingebaut werden.

In den Figuren 3 bis 6 sind einzelne Zwischenstadien beim Montieren und anschließenden Bearbeiten eines Lagersatzes 1 dargestellt. In Fig. 3 ist der Beginn des Aufziehens des Lagersatzes 1 auf die in Fig. 3 nicht dargestellte Rotorwelle 38 oder 39 gezeigt. Zu erkennen ist insbesondere der Beginn des Verschiebens des noch übermäßigen Außenringes 14 des Zylinderrollenlagers 3 gegenüber dem Innenring 15 des Zylinderrollenlagers. Hierdurch er- gibt sich ein axialer Versatz oder überstand 44 der axial äußeren Stirnkante 26 des Innenrings 15 gegenüber der axial äußeren Stirnkante 25 des Außenrings 14 des Zylinderrollenlagers 3, sowie ein axialer Versatz oder überstand 45 der axial inneren Stirnkante 27 des Außenrings 14 gegenüber der axial inneren Stirnkante 28 des Innenrings 15 des Zylinderrollenlagers 3.

In Fig. 4 ist ein weiterer Zustand dargestellt, bei dem das Schrägkugellager 4 und das Zylinderrollenlager 3 aneinander anliegen und eine Zugkraft von etwa 300 N an der nun vertikal ausgerichteten Rotorwelle 38 oder 39 anliegt. Dies bewirkt ein Verschieben der Außenringe 5, 14 gegenüber den Innenrin- gen 6, 15. Die axialen Abstände der Stirnkanten 11 , 12, 29, 30 des Schrägkugellagers 4 und die axialen Abstände der Stirnkanten 25 bis 28 des Zylinderrollenlagers 3 zueinander werden nun gemessen. Anschließend wird der Schraubenverdichter 31 demontiert und der Lagersatz 1 wird von der entsprechenden Rotorwelle 28 oder 29 abgezogen.

Fig. 5 zeigt das Zylinderrollenlager 4 nach der Demontage. Zu erkennen ist insbesondere, dass der überstand 44 breiter ist als der überstand 45. Im nächsten Schritt wird der Maßring 43 entfernt, und zwar auf einfache Weise dadurch, dass der Außenring 14 abgezogen wird, welches durch seine Aus- gestaltung mit nur einem axial äußeren Bord 20 ermöglicht ist.

In einem nächsten Verfahrensschritt werden die beiden Ringe 14, 15 auf entsprechend gewünschter Breite geschliffen . In einem abschließenden Schritt wird das auf Maß fertig geschliffene Zylinderrollenlager 3 wieder montiert, mit den Zylinderrollen 16 bestückt und zum Lagersatz 1 gemäß Fig. 1 komplettiert.

Es ist auch möglich, den Innenring 15 des Zylinderrollenlagers 3 so abzuschleifen, dass gegenüber dem gemessenen Wert noch eine Toleranz verbleibt. Damit ist gemeint, dass beispielsweise 0,001 bis 0,008 mm, vorzugs- weise 0,005 mm, weniger oder mehr Material von der Stirnkante 28 des Innenrings 15 abgetragen wird, als das Messergebnis erbracht hat. Hierdurch verbleibt eine gewisse Sicherheitsgrenze gegenüber dem gemessenen Wert, wodurch sich beim erneuten Montieren des Lagersatzes 1 auf eine Rotorwelle 28 bzw. 29 Setzerscheinungen oder dergleichen ausgleichen lassen. Fer- ner ist es hierdurch auch möglich, auf sonst übliche Passscheiben oder Passstücke zu verzichten.

Das Kugellager 2 kann analog zu den zuvor beschriebenen Arbeitsschritten bearbeitet werden, insbesondere dann, wenn ein Schrägkugellager 4 als Kugellager 2 des Lagersatzes 1 verwendet wird. Entsprechend können die sich ergebenden überstände der Stirnkanten 11 , 12 und 29, 30 auf die oben beschriebene Weise gemessen und durch Abschleifen entfernt werden.

Der erfindungsgemäße Lagersatz 1 , welcher aus dem Kugellager 2 und dem Zylinderrollenlager 3 besteht, bei welchem es sich quasi um ein abnormes NJ-Zylinderrollenlager handelt, bietet sich nicht nur zur Lagerung der zuvor beschriebenen Rotorwellen 38, 39 an, sondern auch für Anwendungen, bei denen eine axiale enge Führung der Welle notwendig ist, bei denen es eine gerichtete axiale Hauptlastrichtung im Betrieb gibt, und bei denen es mit zeit- lieh geringem Anteil zum Auftreten einer Rückdruckkraft kommen kann. Idealerweise ist hierbei das Verhältnis zwischen der axialen Rückdruckkraft und der radialen Belastung kleiner oder gleich 0,4.

Bezugszeichenliste

1 Lagersatz

2 Kugellager

3 Zylinderrollenlager

4 Schrägkugellager

5 Außenring

6 Innenring

7 Lagerkugel

8 Lagerkäfig

9 Schulter

10 Schulter

11 Stirnfläche

12 Stirnfläche

13 Spalt

14 Außenring

15 Innenring

16 Zylinderrolle

17 Lagerkäfig

18 Außenlaufbahn

19 Konische Erweiterung, Einführschräge

20 Bord

21 Innenlaufbahn

22 Konische Erweiterung, Einführschräge

23 Bord

24 Abstand

25 Stirnkante

26 Stirnkante

27 Stirnkante

28 Stirnkante

29 Stirnkante

30 Stirnkante

31 Schraubenverdichter

32 Rotor

33 Rotor

34 Gehäuse

35 Arbeitsraum

36 Gehäusestirnwand

37 Spalt

38 Rotorwelle

39 Rotorwelle

40 Anlaufbund

41 Krafterzeugungseinrichtung

42 Messinstrument

43 Maßring

44 überstand

45 überstand