DE102004035388A1 - Wälzlager - Google Patents

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Abstract

Bei einem Wälzlager mit Außenring und einer den Außenring im wesentlichen umschließenden Hülse aus einem Wälzlagerstahl weist ein Außenmantel der Hülse wenigstens zwei radial umlaufende Nuten auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Außenring und einer den Außenring im wesentlichen umschließenden Hülse.
  • Beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau werden insbesondere im Hochdrehzahlbereich häufig einreihige Zylinderrollenlager der Bauform N und der Maßreihe 10 mit kegeliger Innenringbohrung eingesetzt, wobei aus Gründen der Präzision die Forderung besteht, die Lager frei von einem Radialspiel einzustellen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes Wälzlager zu schaffen, das auch bei hohen Drehzahlen hohe Anforderungen an die Genauigkeit erfüllt.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Gemäß Anspruch 1 weist bei einem Wälzlager mit einem Außenring und einer den Außenring im wesentlichen umschließenden Hülse aus einem Wälzlagerstahl ein Außenmantel der Hülse wenigstens zwei radial umlaufende Nuten auf.
  • Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass das einmal eingestellte Radialspiel eines Wälzlagers mit zunehmender Drehzahl durch eine fliehkraftbedingte Aufweitung eines Innenrings des Lagers und auch einer im Innenring befestigten Welle sowie durch eine Wärmeausdehnung infolge eines Wärmeentstehens durch das Drehen derart verändert wird, dass das Lager in an sich unerwünschter Weise in zunehmendem Maße in radialer Richtung verspannt wird.
  • Dadurch, dass das die Hülse des erfindungsgemäßen Wälzlagers sozusagen als eine Art Dehnungshülse fungiert, vermag sie durch ihre radiale Ausdehnungsmöglichkeit einen Teil der ansonsten, insbesondere bei höheren Drehzahlen auftretenden, vorausgehend beschriebenen, radial gerichteten Verspannungen zu kompensieren. Dadurch wird gegenüber einem unmittelbaren Einbau des Außenrings in ein Lagergehäuse, ein stärkeres radiales Ausdehnen des Außenrings zugelassen, was zu vorgenanntem Kompensieren führt, so dass damit mit Vorteil eine erhöhte Leistungs-, insbesondere Drehzahlgrenze erreicht wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hülse eine kürzere axiale Ausdehnung als der Außenring auf. Damit ist sichergestellt, dass sich die Hülse im Rahmen ihrer Funktionserfüllung in axialer Richtung ohne eine Einengung durch eine Lagerperipherie auszudehnen vermag.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Wälzlager als ein einreihiges Genauigkeits-Zylinderrollenlager für Hochdrehzahlanwendungen, beispielsweise für eine Spindel einer Werkzeugmaschine, ausgebildet.
    •
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
  • Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine obere Hälfte eines Längsschnitts durch ein einreihiges Genauigkeits-Zylinderrollenlager, das beispielsweise bei Hochdrehzahlanwendungen im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt ist. Das Zylinderrollenlager ist dabei gemäß der Bauform N ausgebildet, wobei ein Innenring 10 des Zylinderrollenlagers mit einer kegeligen Bohrung ausgebildet ist. Zwischen dem Innenring 10 und einem Außenring 30 des Zylinderrollenlagers sind dabei als Wälzkörper Zylinderrollen 20 angeordnet. Der Außenring 30 ist weiterhin im wesentlichen von einer einstückigen Hülse 40 aus einem Wälzlagerstahl umschlossen. Der Außenring 30 und die Hülse 40 sind wiederum in einem Lagergehäuse 50 samt einem am Lagergehäuse 50 befestigten Gehäusedeckel 55 angeordnet.
  • Dabei weist die Hülse 40 in axialer Richtung eine Wellung auf, die radial umlaufend ausgebildet ist und deren Wellenkuppen angeflacht sind. Dadurch ergeben sich am Außenmantel der Hülse drei, gleich ausgebildete, radial umlaufende Nuten 42, die ein bogenartiges Profil aufweisen und in axialer Richtung gleichverteilt angeordnet sind. Weiterhin ergeben sich durch vorgenannte Wellung am Innenmantel ebenfalls axiale Nuten 42, deren Mitten jeweils mittig zwischen den Mitten zweier benachbarter Nuten 42 des Außenmantels angeordnet sind.
  • Die Hülse ist aus einem Standardwälzlagerstahl in gehärteter Ausführung, insbesondere umfassend den Werkstoff 100Cr6, ausgebildet. Die Hülse 40 ist weiterhin mit einer kleineren axialen Ausdehnung als der Außenring 30 ausgebildet, so dass sich die Hülse 40 im Rahmen ihrer Funktionserfüllung in axialer Richtung ohne eine Einengung durch das Lagergehäuse 50 und den Gehäusedeckel 55 auszudehnen vermag.
  • Durch vorausgehend beschriebenen Aufbau kann der Außenring 30 infolge der Dehnungsmöglichkeit der Hülse 40 radial nach außen federn. Durch die damit geschaffene radiale Ausdehnungsmöglichkeit des Außenrings 30 kann somit wenigstens ein Teil der ansonsten, insbesondere bei höheren Drehzahlen auftretenden, radial gerichteten Verspannungen kompensiert werden.
    • 10
    Innenring
    20
    Zylinderrolle
    30
    Außenring
    40
    Hülse
    42
    Nut
    50
    Lagergehäuse
    55
    Gehäusedeckel

Claims (13)

  1. Wälzlager mit einem Außenring und einer den Außenring im wesentlichen umschließenden Hülse aus einem Wälzlagerstahl, wobei ein Außenmantel der Hülse wenigstens zwei radial umlaufende Nuten aufweist.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, wobei ein Innenmantel der Hülse wenigstens eine radial umlaufende Nut aufweist.
  3. Wälzlager nach Anspruch 2, wobei die Mitte der Nut des Innenmantels in etwa mittig zwischen beiden Nuten des Außenmantels angeordnet ist.
  4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eine der Nuten ein bogenartiges Profil aufweist.
  5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hülse in axialer Richtung eine Wellung aufweist, die radial umlaufend ausgebildet ist und deren Wellenkuppen angeflacht sind.
  6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wälzlagerstahl einen Standardwälzlagerstahl in gehärteter Ausführung umfasst.
  7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wälzlagerstahl den Werkstoff 1000r6 umfasst.
  8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine axiale Ausdehnung der Hülse kürzer als eine axiale Ausdehnung des Außenrings ist.
  9. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hülse einstückig ausgebildet ist.
  10. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Innenmantel des Innenrings in etwa kegelstumpfartig ausgebildet ist.
  11. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Innenring an den beiden Stirnseiten jeweils einen Bord zum Führen der Wälzkörper aufweist.
  12. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wälzkörper Zylinderrollen umfassen.
  13. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Wälzlager als ein einreihiges Zylinderrollenlager ausgebildet ist.
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