CN102216632A - 尤其用于支承转轮、主轴或其它机械组件的轴承单元 - Google Patents

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Abstract

提供轴承单元(2)，用于支承例如转轮、主轴或其它机械组件。该轴承单元(2)包括滚动轴承(4)，该滚动轴承带有外轴承圈(10)和可绕转动轴线(D)旋转的内轴承圈(8)，在内轴承圈(8)与外轴承圈(10)之间布置有多个滚动体(12)。在轴承圈(8、10)之一的端面(14)与相对布置的弹簧容纳圈(6)之间，尤其是在外轴承圈(10)与相对置地布置的弹簧容纳圈(6)之间设置有压力弹簧元件(16)，其中，轴承圈(8、10)和弹簧容纳圈(6)可以逆着压力弹簧元件(16)的弹力在轴向上被彼此推移。压力弹簧元件(16)的可靠的定位以如下方式来进行，即，设置有固定元件(18)，通过该固定元件(18)，弹簧容纳圈(6)被紧固在轴承圈(10)上，从而使得压力弹簧元件(16)不会掉出来。

Description

尤其用于支承转轮、主轴或其它机械组件的轴承单元
技术领域
本发明涉及一种轴承单元，尤其是用于支承转轮、主轴或其它机械组件，所述轴承单元包括带有可绕转动轴线旋转的内轴承圈和外轴承圈的滚动轴承，在所述轴承圈之间布置有多个滚动体，其中，在轴承圈中的一个的端面与相对置地布置的弹簧容纳圈的端面之间，以如下方式设置压力弹簧元件，即，轴承圈和弹簧容纳圈可以逆着压力弹簧元件的弹力在轴向上被彼此相对推移。
背景技术
由轴承技术公知的是以弹簧预紧的浮动轴承单元，其具有在轴向上精确引导的轴(例如转轮或主轴)所用的滚动轴承，其中，在例如外轴承圈的端面上布置有多个用于预紧滚动轴承的弹簧。此外，通过弹簧将滚动体可靠地以压力角保持。附加地，弹簧对零件上的制造误差或在轴上由温度影响引起的长度伸展加以补偿。
这样的轴承单元例如由DE 10 2004 048 720 A1公知。在该文献中所介绍的球轴承具有外轴承圈，在外轴承圈上作用有多个压力螺旋弹簧的回复弹力。压力螺旋弹簧布置在外轴承圈与轴向相对置地布置的弹簧压力圈之间。弹簧压力圈在其面对外轴承圈的侧面上具有多个均匀地彼此相距的轴向盲孔，在该盲孔中，相应地容纳压力螺旋弹簧的一个端部。此外，轴承圈在其面对弹簧压力圈的侧面上具有与弹簧压力圈相同数目的轴向的盲孔，在该盲孔中相应地容纳压力螺旋弹簧的另一端部。
这样的浮动轴承单元通常在无弹簧压力圈(此外称为弹簧容纳圈)的情形中被制造和售卖。大多时候，客户自己制造用于支撑弹簧的对应件。在此，在这样的轴承单元中可能出现如下问题，即，在轴承的装配中，未被支撑的弹簧可能掉出来。
发明内容
本发明的任务是，给出一种对以弹簧预紧轴承单元的弹簧的可靠的定位方案。
该任务根据本发明通过一种尤其是用于支承转轮、主轴或其它机械组件的轴承单元来解决，该轴承单元包括带有可绕转动轴线旋转的内轴承圈和外轴承圈的滚动轴承，在所述轴承圈之间布置有多个滚动体，其中，在轴承圈中的其中一个的端面与相对置地布置的弹簧容纳圈之间如此地设置有压力弹簧元件，即，轴承圈和压力容纳圈可以逆着压力弹簧元件的弹力在轴向上彼此相对推移，并且其中，设置有固定元件，通过该固定元件，弹簧容纳圈被紧固在轴承圈上。
本发明基于如下考虑，即，以如下方式实现对压力弹簧元件的可靠的定位，即，弹簧容纳圈被紧固在轴承圈上，从而使得压力弹簧元件通过弹簧容纳圈被保持，并且不会掉出来。包括滚动轴承、压力弹簧元件和弹簧容纳圈的轴承单元因此是预制的装配单元，该装配单元以该形式被销售和使用。在轴承单元的装配的状态中，弹簧容纳圈的位置是固定的，并且滚动轴承可以逆着压力弹簧元件的回复力与弹簧容纳圈和机床的壳体相关地推移。在此，固定元件如此地设置，即，固定元件使得轴承圈关于弹簧容纳圈逆着压力弹簧元件的弹力的相对运动成为可能，也就是说不存在在轴承圈与弹簧容纳圈之间的刚性连接。在此，安装完成的弹簧预紧的轴承单元的预紧可以分别例如通过压力弹簧元件的数目和定向来调整。
根据一种优选的设置方案作如下设置，即，为了调整压力弹簧元件的预紧，可以调整轴承圈与弹簧容纳圈之间的间距。除了压力弹簧元件的数目和定向之外，预紧因此能以特别简单的方式通过在轴承圈与弹簧容纳圈之间的间距而受到影响。
优选的是，在轴承圈与弹簧容纳圈之间的间距在此可借助于固定元件来调整。由于该固定元件而实现了对轴承单元的预紧进行非常精确的调整。通过该固定元件，在轴承圈与弹簧容纳圈之间的最大间距被预先给定，并且该间距可在使用滚动轴承时逆着压力弹簧元件的弹力被减小。
适宜的是，螺栓被用作固定元件。螺栓使得弹簧容纳圈在轴承圈上的可靠的固定和对轴承圈与弹簧容纳圈之间的间距的精确调整成为可能，并且此外，螺栓是易于操作的。
根据一种优选的方案设置为，弹簧容纳圈具有用于固定元件的孔。这一点是特别节省空间的解决方案，这是因为固定元件不从外部嵌接在轴承圈处的弹簧容纳圈上，而是被引导穿过弹簧容纳圈。
根据另一优选的方案，在弹簧容纳圈上的孔具有螺栓头容纳部，该螺栓头容纳部的底部构成用于螺栓头的支座。螺栓头容纳部尤其表现为用于螺栓的呈圆柱状的孔的伸展部。由此，通过螺栓头朝向螺栓头容纳部的底部的止挡，而限定了在轴承圈与弹簧容纳圈之间的最大的间距。同时，可以使弹簧容纳圈逆着压力弹簧元件的回复力的推移。
优选地，螺栓头容纳部的深度大于螺栓头的高度。该差值优选相应于设置用于调整预紧的最大调整行程。该深度例如为螺栓头的高度的2倍。理想地，螺栓头与弹簧容纳圈外表面之间的间距相应于轴承圈与弹簧容纳圈之间的间距。在该情况中，螺栓头始终保持在螺栓头容纳部中，即便当弹簧容纳圈逆着压力弹簧元件的回复力完全压向轴承圈，并且朝向该轴承圈止挡时也是这样。因此，确保如下所述，即，在弹簧容纳圈在朝轴承圈的方向推移时，螺栓头不从弹簧容纳圈的平面中伸出。
有利地，轴承圈在其端面上具有用于固定元件的容纳部。该容纳部与其数目和布置相关地是与弹簧容纳圈上的孔互补的。该容纳部尤其是设有内螺纹，从而使得螺栓的螺纹杆可被拧入到该容纳部中。
根据一种有利的设置方案，压力弹簧元件是压力螺旋弹簧。压力螺旋弹簧是压力弹簧元件的一种特别简单而且有效的类型，并且可容易地以不同的尺寸来制造。
鉴于弹簧容纳圈与轴承圈的特别可靠的连接，优选地设置有多个(优选四个)固定元件，这些固定元件彼此均匀分布，例如在彼此成90°的角度地布置。因而，存在四个支撑点，这些支撑点彼此具有相同的间距，而且因此用于在弹簧容纳圈与轴承圈的连接的情况下力特别均匀的分布。
为了提高在弹簧容纳圈与轴承圈之间连接的可靠性，固定元件优选地被紧固在轴承圈上免于松脱。固定元件免于松脱的紧固例如以如下方式实现，即，固定元件的端部被粘接在轴承圈上的容纳部中。当螺栓被用作固定元件时，由此来防止螺栓松动。
根据一种有利的设置方案，在轴承圈的外部的周向侧上，优选地涂覆有减小摩擦的涂层。轴承圈例如可以是薄层镀铬的、磷酸锌涂覆的或聚四氟乙烯涂覆的，以便于确保或者改进滚动轴承在壳体中的推移功能。在此，存在滚动轴承在壳体中的尽可能持久的、流畅运行的轴向推移。
附图说明
借助附图对本发明的实施例作详细阐释。其中：
图1以透视图示示出浮动轴承单元，
图2以半剖图示示出根据图1的平面A-A的轴向剖切面，以及
图3以半剖图示示出根据图1的平面B-B的轴向剖切面。
具体实施方式
在不同的附图中，相同的附图标记具有相同的意义。
在图1至3中示出弹簧预紧的轴承单元2，轴承单元2基本上包括滚动轴承4和弹簧容纳部6。滚动轴承4被用于支承机床的此处未详细示出的主轴。该主轴例如是用于铣床的主轴，该主轴通过液压驱动单元或通过电机来驱动。
滚动轴承4包括可绕转动轴线D旋转的内轴承圈8和外轴承圈10。在内轴承圈8与外轴承圈10之间布置有多个滚动体12，并且这些滚动体12由护圈13保持。滚动体12在所示出的实施例中根据球的类型来构成，并且被如此地定位，即，滚动轴承4是斜球轴承。按照应用情况，滚动轴承4可利用间隙密封件及此处未详细示出的塑料密封件来实施。
在外轴承圈10的端面14与弹簧容纳圈6之间，根据压力螺旋弹簧的类型布置有压力弹簧元件16，该压力弹簧元件16在外轴承圈与弹簧容纳圈6之间产生预紧力。在此，弹簧容纳圈6和外轴承圈10可以逆着压力弹簧元件16的回复力在轴向上彼此相对地被推移。在机床中的轴承单元2的经安装的状态中，弹簧容纳圈6的位置例如通过此处未示出的卡圈而关于机床的壳体被固定。因此，在使用轴承单元2的情况下，仅滚动轴承4可以逆着压力弹簧元件16的回复力朝向弹簧容纳圈6的方向被推移。在此，滚动轴承4朝向壳体滑动。为了使得外圈10相对机床的壳体的滑动变得简单，在外轴承圈10的周向侧上涂覆有未详细示出的减小摩擦的例如由磷酸锌构成的涂层。
为了确保弹簧容纳圈6在轴承圈4上的可靠的固定，设置有固定元件18，固定元件18将弹簧容纳圈6与外轴承圈4相连接。固定元件18在该实施例中是螺栓，螺栓将弹簧容纳圈6和外轴承圈10保持在一起，从而使得压力弹簧元件16被紧固以免于在轴向的和径向上的推移及免于掉出来。在此，轴承单元2的弹簧行程和预紧力通过在弹簧容纳圈6与外轴承圈10之间的间隙X来限定。
为了将螺栓18穿过，在弹簧容纳圈6中设置有孔20。孔20如尤其是由图2可见地具有螺栓头容纳部22，螺栓头容纳部22的底部24形成了螺栓18的螺栓头26的支座。在此，螺栓头容纳部22的深度T大约大于螺栓头26的高度H两倍。尤其是，在螺栓头26与弹簧容纳圈6的背对滚动轴承4的侧之间的间距相应于在弹簧容纳圈与外轴承圈10之间的间距X(T-H＝X)，从而使得螺栓头26即使在弹簧容纳圈朝向外轴承圈10被紧密地推压时，总仍不从螺栓头容纳部22中伸出。与孔20互补地，外轴承圈10在其端面14上具有螺栓18的螺纹端部所用的容纳部28。为了确保螺栓18免于松脱，螺栓18的螺纹端部还粘接在容纳部28中。
如由图1可见，设置有四个螺栓18，这些螺栓18根据绕转动轴线D的等臂式十字件的类型来布置，而且相应地彼此围成90°的角度。
对压力弹簧元件16的预紧进行的调整，通过在外轴承圈10与弹簧容纳圈6之间的间距X来进行。在此适用的是，间距X越小，对轴承单元2的预紧程度越大。在此，在弹簧容纳圈6与外轴承圈10之间的间距X借助于螺栓18来确定。
此外，在弹簧容纳圈6的面对滚动轴承4的侧上，构造有大量的容纳部凹兜30，在容纳部凹兜30中，压力螺旋弹簧16被单个地插入。在根据图3的所示出的实施例中，容纳部凹兜30在其底部上具有直径减小的通孔。在弹簧容纳圈6的侧上，压力螺栓弹簧16被插入到容纳部凹兜30中，并且在外轴承圈10的侧上，压力弹簧元件16朝向外轴承圈10的端面14得到支撑。另选地，如下所述同样是可行的，即，在外轴承圈10上同样设置有用于压力螺旋弹簧16的容纳部凹兜。
依赖于安装环境，外轴承圈10此外可被扩宽地实施，从而改进滚动轴承4在机床的壳体中的支撑功能。通过滚动轴承4的较宽的实施方案，同样可以防止外轴承圈10发生倾斜。
附图标记列表
2    轴承单元
4    滚动轴承
6    弹簧容纳圈
8    内轴承圈
10   外轴承圈
12   滚动体
13   护圈
14   端面
16   压力弹簧元件
18   固定元件
20   孔
22   螺栓头容纳部
24   螺栓头容纳部的底部
26   螺栓头
28   容纳部
30   容纳部凹兜
A-A  剖切面
B-B  剖切面
D    转动轴线
H    螺栓头的高度
T    螺栓头容纳部的深度
X    间距

Claims (10)

1.轴承单元(2)，尤其是用于支承转轮、主轴或其它机械组件，所述轴承单元(2)包括滚动轴承(4)，该滚动轴承带有外轴承圈(10)和能够绕转动轴线(D)旋转的内轴承圈(8)，在所述内轴承圈(8)与外轴承圈(10)之间布置有多个滚动体(12)，其中，在所述轴承圈(8、10)之一的端面(14)与相对置地布置的弹簧容纳圈(6)之间设置有压力弹簧元件(16)，所述轴承圈(8、10)和所述弹簧容纳圈(6)能够逆着所述压力弹簧元件(16)的弹力在轴向上彼此推移，其特征在于，设置有固定元件(18)，通过所述固定元件(18)，所述弹簧容纳圈(6)被紧固在所述轴承圈(10)上。
2.根据权利要求1所述的轴承单元(2)，其特征在于，为了对所述压力弹簧元件(16)的预紧加以调整，所述轴承圈(8、10)与所述弹簧容纳圈(6)之间的间距(X)是可调整的。
3.根据权利要求2所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述轴承圈(8、10)与所述弹簧容纳圈(6)之间的间距(X)能够借助于所述固定元件(18)得到调整。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(2)，其特征在于，螺栓被用作固定元件(18)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述弹簧容纳圈(6)具有用于所述固定元件(18)的孔(20)。
6.根据权利要求4和5所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述孔(20)具有螺栓头容纳部(22)，所述螺栓头容纳部(22)的底部(24)形成了用于螺栓头(26)的支座。
7.根据权利要求6所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述螺栓头容纳部(22)的深度(T)大于所述螺栓头(26)的高度(H)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述轴承圈(8、10)在所述轴承圈(8、10)的端面(14)上具有用于所述固定元件(18)的容纳部(28)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(2)，其特征在于，所述固定元件(18)被紧固在所述轴承圈(8、10)上，以免于松脱。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(2)，其特征在于，至少在所述外轴承圈(10)的外部周向侧上涂覆有减小摩擦的涂层。
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