DD249390A3

DD249390A3 - TRACK BALL BEARINGS WITH TENSION COMPENSATION

Info

Publication number: DD249390A3
Application number: DD27539685A
Authority: DD
Inventors: Veit Buechel; Klaus Mentner; Hans-Joachim Lotze; Bernhard Stoetzer
Original assignee: Robotron Elektronik
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1987-09-09

Abstract

Die Erfindung betrifft Schraegkugellager mit Verspannungsabgleich unter hochgenauer Abstimmung von der Oberseite zur Unterseite auf ein einheitliches und reproduzierbares Niveau. Ziel der Erfindung ist, den manuellen Montageaufwand wesentlich zu senken und die Justagemassnahmen auszuschliessen. Das Wesen der Erfindung betrifft eine eindeutige Zuordnung, der oberen Lagerplanseite Innenring/Aussenring zur unteren Lagerplanseite Innenring/Aussenring eines Schraegkugellagers, in einem genauen einheitlichen Breitenmass unter Verspannbedingungen. Ein Schraegkugellager mit beiderseitigem Verspannungsabgleich und einer einheitlichen Breite wirkt gegen einen speziell ausgebildeten Sicherungsring. Auf der anderen Seite des Sicherungsringes ist eine Druckfeder aufgesetzt, die sich gegen ein in einer Nut gelagertes Federelement selbsthaltend abstuetzt. Ein weiteres Schraegkugellager ist mittels einer Riemenscheibe, einer Spannmutter, einem Druckstueck gegen einen in der Einstichnut der Spindel gelagerten Sicherungsring angeordnet. Die Loesung wird angewendet in Praezisionsspindellagerungen, in elektrischen Datenverarbeitungsanlagen bei Plattenspeichern, im Maschinenbau und im Elektromaschinenbau. Fig. 1The invention relates to angular contact ball bearings with stress compensation with high precision tuning from the top to the bottom to a uniform and reproducible level. The aim of the invention is to significantly reduce the manual assembly effort and exclude the adjustment measures. The essence of the invention relates to an unambiguous assignment, the upper bearing plan side inner ring / outer ring to the lower bearing plan side inner ring / outer ring of a helical ball bearing, in a precise uniform width measure under Verspannbedingungen. A helical ball bearing with mutual stress compensation and a uniform width acts against a specially designed retaining ring. On the other side of the retaining ring, a compression spring is placed, the self-supporting supports against a spring element mounted in a groove. Another angular contact ball bearing is arranged by means of a pulley, a clamping nut, a Druckstueck against a mounted in the groove of the spindle locking ring. The solution is used in precision spindle bearings, in electrical data processing systems for disk storage, in mechanical engineering and in electrical engineering. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Schrägkugellager mit Verspannungsabgleich werden vorwiegend in Präzisionsspindellagerungen z. B. in elektrischen Datenverarbeitungsanlagen bei der Spindellagerung von Plattenspeichern, im Maschinenbau bei Schleifspindeln und im Elektromaschinenbau bei Elektromotorlagerungen angewendet.Angular contact ball bearings with stress compensation are mainly in precision spindle bearings z. B. used in electrical data processing systems in the spindle storage of disk storage, in mechanical engineering in grinding spindles and in electrical engineering in electric motor bearings.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Ein bekanntes Radialwälzlagersystem mit Druckfederverspannung (DD 208 397) ist aufgebaut mit einem ersten Wälzlager, das mit einer Welle in einem Gehäuse fest verbunden ist und mit einem zweiten Wälzlager, das in Richtung des ersten Wälzlagers auf der Welle und im Gehäuse axial verschiebbar, sowie in entgegengesetzter Richtung gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Zwischen den beiden Wälzlagern ist eine als Druckfeder wirkende Schraubenfeder angeordnet. Die Feder stützt sich unmittelbar oder über ein Bauelement auf das erste Lager bzw. auf ein mit dem Gehäuse verbundenen Stützelement und das andere Ende stützt sich im fertig montierten Zustand direkt oder über ein weiteres Bauelement auf das zweite Wälzlager ab.A well-known radial rolling bearing system with compression spring bracing (DD 208 397) is constructed with a first rolling bearing, which is fixedly connected to a shaft in a housing and with a second rolling bearing, which in the direction of the first rolling bearing on the shaft and in the housing axially displaceable, and in opposite direction is secured against axial displacement. Between the two roller bearings acting as a compression spring coil spring is arranged. The spring is supported directly or via a component on the first bearing or on a support member connected to the housing and the other end is supported in the assembled state directly or via another component on the second rolling bearing.

In dem bekannten System wird das erste Wälzlager über die Welle verspannt. Hierbei geht dieser relativ hohe Verspannanteil entscheidend in die Toleranzkette ein und macht eine zusätzliche axiale Justage notwenig. Weiterhin wirkt sich die Realisierung der Verdrehsicherung mittels Paßfelder als Unrundheitsbedingung auf die Riemenscheibe aus und führt damit zu Schwingungen im Lagersystem.In the known system, the first roller bearing is clamped over the shaft. Here, this relatively high Verspannanteil is crucial in the tolerance chain and makes an additional axial adjustment necessary. Furthermore, the realization of the anti-rotation by means of Paßfelder affects as out-of-round condition on the pulley and thus leads to vibrations in the storage system.

Eine weitere bekannte Anordnung eines Radialwälzlagersystems (DE 3 038 112) ist ausgeführt durch eine in Achsrichtung hinsichtlich Vorspannung einstellbare zweireihige Wälzlagerung für eine in einem Gehäuse gelagerten Welle, bei der das erste Wälzlager fest im Gehäuse bzw. auf der Welle und der Außenring des zweiten Wälzlagers im Gehäuse verschiebbar angeordnet und ihm auf der einen Seite eine ihm in Achsrichtung vom ersten Wälzlager wegdrängenden Feder und auf der anderen Seite ein Einstellglied für die Federkraft zugeordnet ist. Der Innenring des zweiten Wälzlagers ist während des Montagevorganges der Lagerung verschiebbar angeordnet, während ihm ein auf der Welle aufgeschrupfter Festlegering zugordnet ist. Der Innenring und der Festlegering wirken während des Schrumpfvorganges entgegen der Kraft einer Druckfeder in der Größe, daß die Verspannungskraft bis auf den einzustellenden Verspannungswert reduziert wird. In dem bekannten Lagersystem geht der Verspannanteil der Schrägkugellager als Versatz in Achsrichtung ein, dadurch müssen aufwendige Elemente mit hohen Lagergenauigkeiten realisiert werden.Another known arrangement of a radial rolling bearing system (DE 3 038 112) is carried out by an axially adjustable with respect to bias double-row roller bearing for a shaft mounted in a housing, wherein the first roller bearing fixed in the housing or on the shaft and the outer ring of the second rolling bearing slidably disposed in the housing and it is assigned to him on the one hand in the axial direction wegdrängenden from the first roller bearing spring and on the other side an adjusting member for the spring force. The inner ring of the second rolling bearing is slidably disposed during the mounting operation of the storage, while it is zugordnet a geschraubenten on the shaft fixing ring. The inner ring and the retaining ring act during the shrinking process against the force of a compression spring in size, that the tensioning force is reduced to the set tension value. In the known storage system, the Verspannanteil the angular contact ball bearings is an offset in the axial direction, thereby consuming elements must be realized with high storage accuracy.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist bei Schrägkugellagersystemen mit Verspannungsabgleich, den manuellen Montageaufwand wesentlich zu senken und Justagemaßnahmen auszuschließen.The aim of the invention is in angular contact ball bearing systems with stress compensation to reduce the manual installation effort significantly and exclude adjustment measures.

-Z- i.tU -Z- i. tU

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den axialen Verspannbereich von Schrägkugellagern zu kompensieren, so daß aufwendige zusätzliche axiale Justagemaßnahmen des Lagersystems entfallen können.The invention has for its object to compensate for the axial Verspannbereich of angular contact ball bearings, so that expensive additional axial adjustment measures of the storage system can be omitted.

Die Erfindung betrifft die eindeutige Zuordnung der oberen Planseite Innenring / Außenring zur unteren Planseite Innenring/Außenring eines Schrägkugellagers in einem genauen einheitlichen Breitemaß unter Vorspannbedingungen. Erfindungsgemäß wird durch diesen beiderseitigen Verspannungsabgleich, unter Beibehaltung aller grundsätzlichen Anforderungen an Schrägkugellager, ein einheitliches reproduzierbares Niveau erreicht. Damit wird ein Lager des Systems in Achsrichtung festgelegt und erhält eine definierte Lage.The invention relates to the unique assignment of the top plan side inner ring / outer ring to the lower plan side inner ring / outer ring of an angular contact ball bearing in a precise uniform width under bias conditions. According to the invention, a uniform reproducible level is achieved by this mutual stress balance, while maintaining all the fundamental requirements for angular contact ball bearings. This defines a bearing of the system in the axial direction and receives a defined position.

Erfindungsgemäß wirkt ein Schrägkugellager mit Verspannungsabgleich gegen einen Sicherungsring, so daß damit ein auf dem Innenring aufliegender Wellenbund der Spindel eine definierte Stellung erreicht, während sich eine Druckfeder auf der anderen Seite des Sicherungsringes aufsetzt und gegen das in einer Gehäusenut gelagerte Federelement mit dem anderen Druckfederende selbsthaltend unter Vorspannung abstützt. Über ein zweites Schrägkugellager wirkt die Riemenscheibe gegen einen weiteren Sicherungsring der Spindel mittels einer Spannmutter in Kugelform und einem Druckstück mit gleichem Gegenradius, wodurch eine spielfreie Verspannung der beiden Lager erzielt wird, sowie eine Verdrehsicherung zwischen Spindel und Riemenscheibe mittels einer Kugel realisiert ist. Die vorhandenen Sicherungsringe sind so ausgeführt, daß sich eine planebene Seite in eine Einstichnut legt, während die keglige Seite durch einen radialen Spanneffekt sich in der gleichen Gegenform der Einstichnut anpaßt und die Sicherungsringe somit gegen die planebene Seite spannt.According to the invention acts an angular contact ball bearing with stress compensation against a retaining ring, so that thus a resting on the inner ring shaft collar of the spindle reaches a defined position, while a compression spring on the other side of the retaining ring touches and against the bearing in a housing groove spring element with the other pressure spring end self-holding supported under prestress. About a second angular contact ball bearing the pulley acts against another circlip of the spindle by means of a clamping nut in spherical shape and a pressure piece with the same mating radius, whereby a backlash-free clamping of the two bearings is achieved, and a rotation between spindle and pulley is realized by means of a ball. The existing circlips are designed so that a plane-side sets in a puncture groove, while the keglige side adapts by a radial clamping effect in the same counter-shape of the groove and thus biases the circlips against the flat side.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen wird dargestellt:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Schnittdarstellung der Lagerung der FestplattenspeicherungFig. 1: a sectional view of the storage of the hard disk storage

Fig. 2: eine Teilansicht der LagerungFig. 2: a partial view of the storage

Fig. 3: Ausführungen des Schrägkugellagers mit VerspannungsabgleichFig. 3: Versions of angular contact ball bearing with stress compensation

In einem Gehäuse 1 Fig. 1 wird über ein Schrägkugellager 2 mit beiderseitigem Verspannungsabgleich und ein zweites Schrägkugellager 3 in Normalausführung die Spindel 4 mit Plattenaufnahmeflansch 5 auf einer Auflageplatte 7 gelagert.In a housing 1 Fig. 1 is mounted on a support plate 7 via an angular contact ball bearing 2 with mutual tension adjustment and a second angular contact ball bearing 3 in the standard version, the spindle 4 with Plattenaufnahmeflansch 5.

Das Schrägkugellager 2 mit beiderseitigen Verspannungsabgleich liegt mit der Außenringunterseite an der kegligen Seite 6.2 des Sicherungsringes 6 und mit der Innenringoberkante an dem Bund der Spindel 4.1 an.The angular contact ball bearing 2 with mutual stress compensation lies with the outer ring underside on the conical side 6.2 of the retaining ring 6 and with the inner ring upper edge on the collar of the spindle 4.1.

Der Sicherungsring 6 ist auf der einen Seite 6.1 planeben und auf der anderen Seite 6.2 keglig ausgeführt. Dadurch wird erzielt, daß die planebene Seite 6.1 auf der Einstichnut aufliegt, während sich die keglige Seite 6.2 gegen die in gleicher Weise ausgeführte Einstichnut anlegt und mittels des radialen Spanneffekts in Verbindung mit dem Kegel gegen die planebene Seite der Einstichnut wirkt.The circlip 6 is on the one side 6.1 level and executed on the other side 6.2 conical. It is thereby achieved that the plane-side 6.1 rests on the groove, while the conical side 6.2 applies against the groove running in the same way and acts by means of the radial clamping effect in conjunction with the cone against the flat side of the groove.

Eine Druckfeder 8 liegt auf der planebenen Seite 6.1 des Sicherungsringes 6 an, mit der anderen Seite legt sie sich gegen die Außenringunterseite 3.1 des Schrägkugellagers 3. Somit wird erreicht, daß die auf den Sicherungsring 6 wirkenden Kräfte von unten durch die Druckfeder 8 und von oben durch die mittels am Bund der Spindel 4.1 anliegenden Innenringoberkante des Schrägkugellagers 2 und der verspannten Außenringunterseite, die an der kegligen Seite 6.2 des Sicherungsrings 6 anliegt, in gleicher Größe gegeneinander wirken und sich deshalb nicht auf die Lage dieses Schrägkugellagers 2 auswirken.A compression spring 8 rests on the flat side 6.1 of the retaining ring 6, with the other side it lies against the outer ring bottom 3.1 of the angular contact ball bearing 3. Thus, it is ensured that the force acting on the locking ring 6 forces from below by the compression spring 8 and from above by the means applied to the collar of the spindle 4.1 inner ring upper edge of the angular contact ball bearing 2 and the strained outer ring underside, which bears against the conical side 6.2 of the locking ring 6, act in the same size against each other and therefore do not affect the position of this angular contact ball bearing 2.

Auf der Spindel 4 ist die Riemenscheibe 9 mittels einer Spannmutter 10 mit einer Kugelform und einer Druckscheibe 11 mit der Gegenform des gleichen Radius befestigt. Damit werden die Abweichungen der Gewindepaarung und die Abweichung von der Winkligkeit gegen die Spannfläche der Riemenscheibe 9 durch die Selbstjustage der Spannmutter 10 in der Druckscheibe 11 ausgeglichen. Die Verdrehsicherung der Riemenscheibe 9 mit der Spindel 4 erfolgt mittels eines Kugelkörpers 13.On the spindle 4, the pulley 9 is fixed by means of a clamping nut 10 with a spherical shape and a pressure plate 11 with the counter-shape of the same radius. Thus, the deviations of the thread pairing and the deviation from the angularity against the clamping surface of the pulley 9 are compensated by the self-adjustment of the clamping nut 10 in the pressure plate 11. The rotation of the pulley 9 with the spindle 4 by means of a spherical body 13th

Der Kugelkörper 13 wirkt nicht nur als drehmomentaufnehmendes Zwischenglied, sondern wirkt gleichzeitig der radialen Lagerluft und damit den damit verbundenen Unrundheitsbedingungen entgegen. Durch die Befestigung der Riemenscheibe 9 mittels Spannmutter 10 und Druckscheibe 11 auf der Spindel 4 schiebt der Bund der Riemenscheibe 9 den Innenring des Schrägkugellagers 3 bis zu einem Sicherungsring 12, der ebenfalls eine planebene Seite 12.1 und eine keglige Seite 12.2 aufweist, auf die Spindel 4.The ball body 13 not only acts as a torque-absorbing intermediate member, but at the same time counteracts the radial clearance and thus the associated Unrundheitsbedingungen. By attaching the pulley 9 by means of clamping nut 10 and thrust washer 11 on the spindle 4, the collar of the pulley 9 pushes the inner ring of the angular contact ball bearing 3 to a locking ring 12, which also has a flat side 12.1 and a conical side 12.2, on the spindle 4th ,

Damit werden die Schrägkugellager 2, 3 über die Anlagen der Druckfeder 8, die planebene Seite 6.1 des Sicherungsringes 6 und die Außenringunterseite 3.1, mit gleicher Kraft spielfrei in die Schulter der Lagerinnenringe gezogen. Es wirkt die Verspannkraft F_v an der planebenen Seite 6.1 und der kegligen Seite 6.2 des Sicherungsringes 6 in gleicher Größe, so daß keine zusätzliche axiale Kraft die Lage des Sicherungsringes 6 beeinflußt.Thus, the angular contact ball bearings 2, 3 on the plants of the compression spring 8, the plane-side 6.1 of the retaining ring 6 and the outer ring underside 3.1, pulled with equal force backlash into the shoulder of the bearing inner rings. It affects the clamping force F _v on the flat side 6.1 and the conical side 6.2 of the locking ring 6 in the same size, so that no additional axial force affects the position of the retaining ring 6.

Zur Erleichterung der Montage der Lagerung wird in eine Einstichnut, welche im Aufnahmebereich des Schrägkugellagers 3 Fig. 1, 2 liegt, ein Federelement 14 eingebracht. Die Druckfeder 8 wird mittels einer einfachen Spanneinrichtung gegen das unverspannte Federelement 14 gezogen und der Sicherungsring 6 eingesetzt. Danach kann das Schrägkugellager 2 mit der Spindel 4 eingeführt werden und das Schrägkugellager 3 wird aufgesteckt. Dabei wird das Federelement 14 durch die äußere Phase an der Außenringunterseite 3.1 des Schrägkugellagers 3 in die Einstichnut gespreizt und die Druckfeder 8 legt sich damit gegen die Außenringunterseite 3.1. Danach wird die Innenringunterkante des Schrägkugellagers 3 bis an die Seite 12.2 des Sicherungsringes 12 gespannt, so daß das bereits beschriebene Prinzip der Lagerung erfüllt ist. *To facilitate the mounting of the bearing, a spring element 14 is introduced into a groove, which is in the receiving area of the angular contact ball bearing 3 Fig. 1, 2. The compression spring 8 is pulled by a simple clamping device against the unstressed spring element 14 and the locking ring 6 is inserted. Thereafter, the angular contact ball bearing 2 can be introduced with the spindle 4 and the angular contact ball bearing 3 is attached. In this case, the spring element 14 is spread by the outer phase of the outer ring bottom 3.1 of the angular contact ball bearing 3 in the groove and the compression spring 8 is thus placed against the outer ring underside 3.1. Thereafter, the inner ring lower edge of the angular contact ball bearing 3 is stretched to the side 12.2 of the retaining ring 12, so that the already described principle of storage is met. *

Die Realisierung der Bedingungen eines Schrägkugellagers 2 mit beiderseitigen Verspannungsabgleich kann mit der Zuordnung der Lagerplanseiten A bis D unter definierter Vorspannkraft F_v erfolgen. Gemäß Fig. 3 sind unter Beachtung des konkreten Einsatzfalles die Anordnung der Lagerplanseiten A bis D für die Bauform I und Il unter Vorspannbedingungen als konstante Breite für die Zuordnung der oberen Lagerplanseite A des Innenringes zur unteren Lagerplanseite C des Außenringes in der Bauform I bzw. für die Zuordnung der oberen Lagerplanteile A des Außenringes zur unteren Lagerplanseite C des Innenringes in der Bauform Il zu der Bedingung A zu C = Breite_const., als konstante Breite für die Zuordnung der oberen Lagerplanseite A des Innenringes und der oberen Lagerplanseite B des Außenringes zur unteren Lagerplanseite C des Außenringes in der Bauform I bzw. für die Zuordnung der oberen Lagerplanseite A des Außenringes und der oberen Lagerplanseite B des Innenringes zur unteren Lagerplanseite C desThe realization of the conditions of an angular contact ball bearing 2 with mutual stress compensation can be done with the assignment of the bearing plan sides A to D under a defined biasing force F _v . According to FIG. 3, taking into account the specific application, the arrangement of the bearing plan sides A to D for the design I and Il under bias conditions as a constant width for the assignment of the upper bearing plan side A of the inner ring to the lower bearing plan side C of the outer ring in the design I or for the assignment of the upper Lagerplanteile A of the outer ring to the lower bearing plan side C of the inner ring in the design Il to the condition A to C = width _const ., As a constant width for the assignment of the upper bearing plan side A of the inner ring and the upper bearing plan side B of the outer ring to the lower Bearing plan side C of the outer ring in the design I or for the assignment of the upper bearing plan side A of the outer ring and the upper bearing plan side B of the inner ring to the lower bearing plan side C of

Innenringes in der Bauform M zu der Bedingung AB zu C = Breite_const,, als konstante Breite für die Zuordnung der oberen Lagerplanseite A des Innenringes und der oberen Lagerplanseite B des Außenringes zur unteren Lagerplanseite C des Außenringes und der unteren Lagerplanseite D des Innenringes in der Bauform I bzw. für die Zuordnung der oberen Lagerplanseite A des Außenringes und der oberen Lagerplanseite B des Innenringes zur unteren Lagerplanseite C des Innenringes und der unteren Lagerplanseite D des Außenringes in der Bauform Il zu der Bedingung AB zu CD = Breite_oonst. möglich.Inner ring in the design M to the condition AB to C = width _const ,, as a constant width for the assignment of the upper bearing plan side A of the inner ring and the upper bearing plan side B of the outer ring to the lower bearing plan side C of the outer ring and the lower bearing plan side D of the inner ring in the Type I or for the assignment of the upper _{bearing plan side} A of the outer ring and the upper _{bearing plan side} B of the inner ring to the lower _{bearing plan side} C of the inner ring and the lower _{bearing plan side} D of the outer ring in the design Il to the condition AB to CD = width _oonst . possible.

Claims

1. Angular contact ball bearings with tension compensation consisting of angular contact ball bearings, retaining rings and a compression spring, characterized in that an angular contact ball bearing (2) with mutual stress balance on the shaft collar of the spindle (4.1) and on one side of a recessed groove lying in a circlip (6), a compression spring (8) is mounted on the other side of the retaining ring (6) and a spring element (14) and about a clamping nut (10) and a pressure plate (11) is a pulley (9), an angular contact ball bearing (3) and a spindle (4 ) arranged with a groove in a groove retaining ring (12), and by a ball body (13) is an anti-rotation between the spindle (4) and pulley (9) can be reached.

2. Angular contact ball bearing with stress compensation according to item 1, characterized in that the opposite bearing plan sides (A to D) individually or combined under tension (F _v ) in a uniform width of the angular contact ball bearing (2) are executed.

3. Angular contact ball bearing with stress compensation according to item 1, characterized in that by means of clamping nut (10) with a spherical shape and pressure piece (11) with the same mating radius tilting of the angular contact ball bearing (3) is prevented during assembly.

4. Angular contact ball bearing with stress compensation according to item 1, characterized in that by means of spring element (14), which in a puncture groove on the one hand a compression spring (8) achieves a self-sustaining biasing position and further by introducing the angular contact ball bearing (3) is displaced.

5. Angular contact ball bearing with stress compensation according to item 1, characterized in that the retaining rings (6, 12) have a flat side 6.1, 12.1) and a conical side (6.2, 12.2).