Ausgleichvorrichtung zum axialen verzugsfreien Aufspannen von Wälzlagern auf eine Welle Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleich vorrichtung zum axialen verzugsfreien Aufspannen von Wälzlagern auf eine Welle, insbesondere eine Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel.
Der einwandfreie Einbau von Kombinationen von Radial- und Radialwälzlagem z. B. bei Werk zeugmaschinen bietet oft Schwierigkeiten, weil der geringste Seitenschlag der Lagerlaufringe beim An ziehen der Befestigungselemente zu einem Verziehen oder Verkrümmen der Arbeitsspindel führen kann. Hauptvoraussetzung für die Arbeitsgenauigkeit der betreffenden Werkzeugmaschine ist jedoch der genaue Rundlauf der Arbeitsspindel. Bei jedem erneuten Zusammenbau der einzelnen Maschinenteile soll je doch der Rundlauf gewährleistet sein, ohne dass zeitraubende Nacharbeiten vorgenommen werden müssen.
Die vorliegende Erfindung weicht von bekannten Konstruktionen ab und ermöglicht, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Sie ist gekennzeichnet durch drei Ringorgane, wovon eines als Spannorgan und ein zweites im letzteren axial verschiebbar ausge bildet und beide aus festem Werkstoff hergestellt sind, während das dritte Organ aus einem plastischen Werkstoff besteht.
Die beiliegende Zeichnung stellt drei verschie dene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, dar, und es zeigt: Fig.l zwei Ausgleichvorrichtungen in einem Längsteilschnitt durch eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, Fig.2 Einzelheiten aus Fig. 1 in vergrössertem Massstab, Fig.3 Einzelheiten aus Fig. 1 in vergrössertem Massstab, Fig.4 eine weitere Ausführungsform in ver grössertem Massstab.
Im bruchstückweise dargestellten Lagergehäuse 1, beispielsweise einer Drehbank, ist eine Arbeitsspindel 2 mit einer eingesetzten festen Spitze 3 und einer konischen Spindelnase 4 zum Aufsetzen einer nicht dargestellten Werkstückaufspann- oder Mitnahme vorrichtung gelagert. Zum Halten der letzteren dient ein mit Innengewinde 24 versehener Spannring 5.
Auf einem Konus 6 der Arbeitsspindel 2 sitzt ein Zylinderrollenlager 7 und auf einem Aussen gewinde 8 sitzt eine Mutter 9, die mittels einer Schraube 10 festklemmbar ist. In der Stirnseite 25 der Mutter 9 ist eine Nute 27 rechteckigen Quer schnittes (Fig. 3) eingedreht, in deren Grund ein in die Nute 27 passender Ring 29 aus einem plastischen Werkstoff eingelegt ist.
Auf diesem Ring 29 ist, mit enger Passung zwischen den Wandungen der Nute 27 und in letzterer verschiebbar, ein weiteres Ring element 30 aus festem Werkstoff, wie beispielsweise aus Stahl, angeordnet, dessen beispielsweise dachartig ausgebildete Stirnseite am Innenlaufring des Rollen lagers 7 ansteht. Der Aussenring dieses Lagers 7 ist mittels eines durch Schrauben 13 gehaltenen Deckels 12 festgeklemmt.
Auf der Spindel 2 sind zwei Kugellager 22 und 23 unter Zwischenschaltung eines Distanzringes 14 ge genüber dem Rollenlager 7 angeordnet. Die Aussen laufringe der beiden Lager 22 und 23 sind in einer Bohrung 37 des Gehäuses 1 mittels eines Distanz ringes 15 durch einen Deckel 16 mit Schrauben 17 gehalten. Zwischen den Innenlaufringen der beiden Lager 22 und 23 ist ein Distanzring 38 angeordnet. Zum Aufspannen und Halten der Lager 22, 23 dient ein Stellring 18, in dessen gegen das Lager 22 ge- richteten Stirnseite 26 eine ringförmige Nute 28 von beispielsweise rechteckigem Querschnitt ange ordnet ist.
Auf dem Grunde der Nute 28 ist, wie die Fig. 2 in vergrössertem Massstab zeigt, ein Ring element 31 aus einem plastischen Werkstoff ange ordnet, das durch ein weiteres Ringorgan 32, das passend in der Nute 28 verschiebbar ist und aus einem festen Werkstoff besteht, gehalten ist. Der Ringquerschnitt dieser beiden Ringorgane 31 und 32 könnte rechteckig sein, wobei die aus dem Halte ring 18 hervorstehende Stirnseite des Ringorgans 32 an der Stirnseite des Lagers 22 anliegt. Der Halte ring 18 ist mittels einer auf einem Aussengewinde 21 der Spindel 2 sitzenden Mutter 19 und Gegenmutter 20 axial verschiebbar bzw. gehalten.
Die Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Ringorgane. Die in den Fig. 1 bis 3 mit recht eckigem Querschnitt dargestellten stirnseitigen Nuten 27 und 28 sind hier mit einem halbkreisförmigen Querschnitt 33 im Grunde ausgeführt und das Ring organ 34 mit kreisrundem Querschnitt wie er z. B. durch die O-Ringe bekannt ist. In entsprechender Weise muss infolgedessen auch das in die Nute 33 hineinragende Ende des festen Ringorgans 35 aus gebildet sein, d. h. dessen vordere Kanten 36 müssen abgeflacht sein, damit sich das feste Ringorgan 35 unbehindert in der Nute 33 axial verschieben kann.
Die gegen das Lager 22 gerichtete Stirnseite des Ringorgans 35 könnte flach oder dachförmig, wie z. B. dargestellt in Fig. 3, ausgebildet sein.
Die plastischen Ringorgane 29, 31, 34 können beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunst- stoff, wie einem Polyamide, einem Polyacetal, einem Fluorpolymer usw. bestehen.
Die Wirkungsweise der Ausgleichorgane ist der art, dass sich beim Anziehen der Muttern 9 bzw. 19, 20 und Verschieben der Mutter 9 bzw. des Halte ringes 18, die festen Ringorgane 30 bzw. 32. bzw. 35 in ihren Nuten 27 bzw.28 bzw.33 der ebenfalls festen Ringorgane 9 bzw. 18 verschieben, wobei in folge der plastischen Eigenschaften der Ringorgane 29 bzw. 31 bzw. 34 in geringem Ausmass ein Ausgleich von allenfalls nicht zueinander planparallelen Stirn flächen der zusammen zu bauenden Maschinenteile vorsichgeht, d. h. ein Verziehen oder Verkrümmen der Arbeitsspindel kann nicht stattfinden.
Compensation device for axially distortion-free mounting of roller bearings on a shaft The present invention relates to a compensation device for axially distortion-free mounting of roller bearings on a shaft, in particular a machine tool work spindle.
The perfect installation of combinations of radial and radial roller bearings z. B. at work machine tools often presents difficulties because the slightest run-out of the bearing races when pulling the fasteners can lead to warping or warping of the work spindle. The main prerequisite for the working accuracy of the machine tool in question, however, is the exact concentricity of the work spindle. Each time the individual machine parts are reassembled, the concentricity should be guaranteed without time-consuming reworking.
The present invention deviates from known constructions and enables the disadvantages described to be avoided. It is characterized by three ring organs, one of which as a clamping element and a second in the latter forms axially displaceable and both are made of solid material, while the third organ consists of a plastic material.
The accompanying drawing shows three different embodiments of the subject matter of the invention, and it shows: Fig.l two compensation devices in a longitudinal partial section through a work spindle of a machine tool, Fig. 2 details from Fig. 1 on an enlarged scale, Fig. 3 details from Fig. 1 on an enlarged scale, FIG. 4 a further embodiment on an enlarged scale.
In the fragmentarily shown bearing housing 1, for example a lathe, a work spindle 2 with an inserted fixed tip 3 and a conical spindle nose 4 for placing a workpiece clamping or driving device, not shown, is mounted. A clamping ring 5 provided with an internal thread 24 is used to hold the latter.
A cylindrical roller bearing 7 sits on a cone 6 of the work spindle 2 and a nut 9, which can be clamped by means of a screw 10, sits on an external thread 8. In the end face 25 of the nut 9, a groove 27 of rectangular cross-section (Fig. 3) is screwed, in the bottom of which a ring 29 made of a plastic material that fits into the groove 27 is inserted.
On this ring 29, with a close fit between the walls of the groove 27 and displaceable in the latter, another ring element 30 made of solid material, such as steel, is arranged, whose, for example, roof-like end face is pending on the inner race of the roller bearing 7. The outer ring of this bearing 7 is clamped by means of a cover 12 held by screws 13.
On the spindle 2 two ball bearings 22 and 23 with the interposition of a spacer ring 14 ge compared to the roller bearing 7 are arranged. The outer races of the two bearings 22 and 23 are held in a bore 37 of the housing 1 by means of a spacer ring 15 through a cover 16 with screws 17. A spacer ring 38 is arranged between the inner races of the two bearings 22 and 23. An adjusting ring 18 is used to clamp and hold the bearings 22, 23, in the end face 26 of which is directed towards the bearing 22 an annular groove 28 of, for example, a rectangular cross section is arranged.
At the bottom of the groove 28, as shown in FIG. 2 on an enlarged scale, a ring element 31 made of a plastic material is arranged, which is slidable by another ring member 32, which is suitable in the groove 28 and consists of a solid material , is held. The ring cross-section of these two ring members 31 and 32 could be rectangular, the end face of the ring member 32 protruding from the retaining ring 18 resting against the end face of the bearing 22. The retaining ring 18 is axially displaceable or held by means of a nut 19 and counter nut 20 seated on an external thread 21 of the spindle 2.
4 shows a further embodiment of the ring members. The end-face grooves 27 and 28 shown in Figs. 1 to 3 with a right angular cross-section are basically executed here with a semicircular cross-section 33 and the ring organ 34 with a circular cross-section as z. B. is known from the O-rings. As a result, the end of the fixed ring member 35 projecting into the groove 33 must also be formed in a corresponding manner, d. H. its front edges 36 must be flattened so that the fixed ring member 35 can move axially in the groove 33 without hindrance.
The face of the ring member 35 directed against the bearing 22 could be flat or roof-shaped, such as, for. B. shown in Fig. 3, be formed.
The plastic ring members 29, 31, 34 can for example consist of a thermoplastic material such as a polyamide, a polyacetal, a fluoropolymer, etc.
The mode of operation of the compensating elements is such that when the nuts 9 or 19, 20 are tightened and the nut 9 or the retaining ring 18 is moved, the fixed ring elements 30 or 32 or 35 are in their grooves 27 or 28 or 33 of the likewise fixed ring elements 9 or 18, whereby due to the plastic properties of the ring elements 29 or 31 or 34, to a small extent, compensation of at most not plane-parallel end faces of the machine parts to be assembled is provided, d. H. the work spindle cannot warp or bend.