DE102006020271A1 - Lagerbaugruppe - Google Patents

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Futoshi Kuwana Kosugi
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Abstract

Diese Lagerbaugruppe 3 umfasst drei axial in Linie angeordnete Lagereinheiten 3A bis 3C zum drehbaren Lagern eines üblichen Wellenteils, wobei die Lagereinheiten 3A bis 3C jeweils einen eigenen Kontaktwinkel aufweisen und in einer asymmetrischen Konfiguration angeordnet sind, in der die Anzahl der Lagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung ausgerichtet ist, unterschiedlich ist von der Anzahl der Lagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine negtive Richtung ausgerichtet ist, die der positiven Richtung entgegengerichtet ist. In der asymmetrischen Konfiguration sind die Lagereinheiten desselben Lagertyps jedoch mit unterschiedlichen Lagerspezifikationen einander entgegengerichtet oder die Lagereinheiten unterschiedlichen Lagertyps sind einander entgegengerichtet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe zum drehenden Lagern eines Wellenteils, wie z.B. einer Werkzeugmaschinenspindel.
  • Die Werkzeugmaschine, z.B. eine Drehmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, ist ausgestattet mit einer Werkzeugmaschinenspindel, die mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, um das zu bearbeitende Material spanabhebend zu bearbeiten. Diese Werkzeugmaschinenspindel ist im allgemeinen drehend gelagert von einem oder mehreren konischen Wälzlagern, zylindrischen Wälzlagern und/oder Schrägkugellagern (Kontaktwinkelkugellagern), die sich hervorragend für den Hochgeschwindigkeitseinsatz eignen. Von diesen Lagern haben die Schrägkugellager und die konischen Wälzlager einen Kontaktwinkel, der definiert ist von einem Neigungswinkel einer Linie, die einen Kontaktpunkt jedes Wälzelements mit dem inneren Laufring und einen Kontaktpunkt des entsprechenden Wälzelementes mit einem äußeren Laufring in radialer Richtung des entsprechenden Lagers verbindet, wodurch sie sowohl eine Radiallast als auch eine Axiallast in eine Richtung abstützen können. Zum Zwecke der axialen Positionierung oder zum Beaufschlagen mit einer Vorspannung (Vorlast) (Sicherstellung einer benötigten Steifigkeit) werden die Wälzlager mit einem Kontaktwinkel im allgemeinen als Wälzlagerbaugruppe eingesetzt, in der eine Vielzahl von Lagern axial einander entgegengerichtet sind. Gegenwärtig sind eine Anzahl von Lageranordnungen in entgegengerichteter Anordnung im Einsatz und diese können klassifiziert werden in eine symmetrische Konfiguration, in der die Anzahl der Lager mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung orientiert ist gleich ist der Anzahl an Lagern mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative Richtung gerichtet ist, welche der positiven Richtung entgegengerichtet ist und in eine asymmetrische Konfiguration, in der die Anzahl der Wälzlagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung orientiert ist unterschiedlich ist von der Anzahl an Wälzlagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative Richtung orientiert ist, die der positiven Richtung entgegengerichtet ist.
  • Die symmetrische Konfiguration, auf die oben Bezug genommen wurde, umfasst z.B. eine DB-Anordnung (Rücken-an-Rücken-Kombination), eine DF-Anordnung (Front-an-Front-Kombination), eine DTBT-Anordnung und eine DTFT-Anordnung, die in den entsprechenden 9A bis 9D gezeigt sind, wobei die asymmetrische Konfiguration, auf die oben Bezug genommen wurde, z.B. eine DBT-Anordnung und eine DFT-Anordnung umfasst, die in den entsprechenden 9E und 9F gezeigt sind. Die Auswahl einer dieser Anordnungen wird durchgeführt unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen wie dem Ausmaß und der Richtung der Beanspruchung und/oder der Rotationsgeschwindigkeit.
  • Von den Lageranordnungen, auf die oben Bezug genommen wurde, hat die Wälzlageranordnung der asymmetrischen Konfi- guration die Fähigkeit, die eindirektionale axiale Last zu verteilen (eine externe Last wie z.B. eine Prozesslast) und ist vorteilhaft dahingehend, dass die absolute Breite der Lagerbaugruppe niedrig gehalten werden kann im Vergleich mit der Lagerbaugruppe der symmetrischen Konfiguration, die die Fähigkeit der Aufteilung der Last auf die gleiche Anzahl von Lagereinheiten hat. Beispielhaft im Fall der DBT-Anordnung (die asymmetrische Konfiguration, die definiert ist von zwei Lagereinheiten plus einer Lagereinheit), gezeigt in 9E, kann die eindirektionale axiale Last auf diese zwei Lagereinheiten verteilt werden, wie dies der Fall ist bei der DTBT-Anordnung (die symmetrische Konfiguration, die definiert ist von zwei Lagereinheiten plus zwei Lagereinheiten), gezeigt in 9E, aber die DBT-Lagerbaugruppe hat eine absolute Breite, die um einen Betrag kleiner ist, der einer Lagereinheit entspricht. Aus diesem Grund ist die asymmetrische Konfiguration sinnvoll, wo der Bauraum begrenzt ist und auch insbesondere vorteilhaft in Bezug auf die Niedrighaltung des Temperaturanstiegs, da die Heizquelle im Vergleich mit einer symmetrischen Konfiguration minimal ist. Vergleiche z.B. die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-346861, offengelegt am 4. Dezember 2002.
  • Nicht nur zum Zweck der Abstützung einer externen Last, sondern auch zur Sicherung der Steifigkeit ist an die Wälzlagerbaugruppe, die eingesetzt ist, um die Werkzeugmaschinenspindel drehend zu lagern, eine Vorspannung angelegt. Im Fall der Vorspannung, die ungleich ist der externen Last, muss jede Lagereinheit oder müssen Lagereinheiten, die angeordnet sind zueinander (oder zu einer Lagergruppe) die Vorlast abstützen. Folglich wird die Last in dem Fall der symmetrischen Konfiguration, wie z.B. bei der DTBT-Anordnung gemäß 10, die auf die Lagereinheiten als Folge der Vorspannung FP wirkt, gleich sein bei den entgegengerichteten Lagereinheiten (bei jeder FP/2). Im Gegensatz dazu wird die Last im Fall der asymmetrischen Anordnung, z.B. in der DTB-Anordnung gemäß 11, die auf die Lagereinheiten als Folge der Vorspannung FP wirkt, unterschiedlich sein bei den entgegengerichteten Lagereinheiten. Mit anderen Worten werden die zwei Lagereinheiten jeweils FP/2 belastet, aber die einzelne Lagereinheit wird belastet mit Fp.
  • Wie zuvor diskutiert, ist in der asymmetrischen Konfiguration der Kontaktoberflächendruck in einer kleineren-Anzahl-Lagergruppe (z.B. eine Lagereinheit in der DTBT-Anordnung gemäß 11), die die Last mit einer minimalen Anzahl von Lagereinheiten abstützt, hoch und der Kontaktoberflächendruck in einer größeren-Anzahl-Lagergruppe (z.B. zwei Lagereinheiten in der DTB-Anordnung gemäß 11E), die die Last mit einer maximalen Anzahl von Lagereinheiten unterstützen, gering, da die Anteile der Vorspannung, die von den entgegengerichteten Lagereinheiten abgestützt werden unterschiedlich voneinander sind.
  • Obwohl die Lagerbaugruppe zum drehenden Lagern der Werkzeugmaschinenspindel im allgemeinen ein Positioniervorspannungsanlagesystem als Vorspannungsanlagesystem aufweist, ist dieses System geneigt, die Vorspannung und den Kontaktoberflächendruck bei steigender Rotationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Folglich besteht ein Risiko, dass ein übermäßiger Lagerdruck in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe, begleitet von Schäden, vorherrscht, wobei das Risiko auf der Anwendung einer übermäßig hohen Vorspannung an der Wälzlagerbaugruppe der asymmetrischen Konfiguration basiert, die auf Basis des Positioniervorspannungsanlegesystems aufgebaut ist (insbesondere bei 0 min–1) oder basiert auf einer beachtlich hohen Rotationsgeschwindigkeit. Aus diesem Grund ist im Stand der Technik unter Bezugnahme auf das oben diskutierte Phänomen das obere Limit der Vorspannung in der asymmetrischen Konfiguration so gewählt, dass der Kontaktoberflächendruck in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe nicht übermäßig groß wird.
  • Andererseits verursacht die größere-Anzahl-Lagergruppe in der asymmetrischen Konfiguration, dass der Kontaktoberflächendruck geringer ist als in der kleineren-Anzahl-Lageruppe, wodurch der oben diskutierte übermäßige Lagerdruck in der größeren-Anzahl-Lagergruppe nicht früher auftritt als in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe. Jedoch, kann Schlupf auftreten zwischen den Wälzelementen und einer der inneren und äußeren Laufringe mit einer Häufigkeit, die mit steigender Rotationsgeschwindigkeit zunimmt, da bei übermäßig kleinem Kontaktoberflächendruck nicht genügend Antriebskraft auf die Wälzelemente übermittelt wird. Für den Fall, dass der Schlupf zu groß ist, kann nicht nur ein Schmierölfilm auf den Rolloberflächen beeinträchtigt werden, sondern es können auch Schäden entstehen. In Anbetracht dessen ist im Stand der Technik das untere Limit der Vorspannung in der Wälzlagerbaugruppe der asymmetrischen Konfiguration so bestimmt, dass in der größeren-Anzahl-Lagergruppe der Schlupf nicht unzulässig zunimmt.
  • Wie zuvor diskutiert, muss in der asymmetrischen Konfiguration der Bereich der Vorspannung so gewählt werden, dass einem übermäßigen Oberflächendruck in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe vorgebeugt wird und der Schlupf in der größeren-Anzahl-Lagergruppe gleichzeitig gering gehalten wird. Jedoch, da die gestellten Anforderungen härter werden (höhere Geschwindigkeit und höhere Vorspannung), verkleinert sich der Bereich aus dem die Vorspannung gewählt werden kann, was in einer Nichtanwendbarkeit resultiert.
  • Auch das Mehrreihenschrägkugellager, das im allgemeinen eingesetzt wird, um die Werkzeugmaschinenspindel zu lagern, wird in einem vorgespannten Zustand genutzt, um die Präzision der Spindelumdrehung und die Steifigkeit sicherzustellen. Für die Spindellageranordnung sind neben der herkömmlichen Rücken-an-Rücken-Anordnung, also der DB-Anordnung (zwei Lagereinheiten), gezeigt in 17A, andere Anordnungen, wie die DTBT-Anordnung (vier Lagereinheiten), gezeigt in 17B, weit verbreitet. Es ist zu beachten, dass in 17A Abstandhalter 327 und 328 gezeigt sind, die zwischen den Lagereinheiten 324A und 324B angeordnet sind.
  • Als Beispiel, für den Fall, dass eine Vorspannung angelegt wird an die Schrägkugellagerbaugruppe in der DB-Anordnung (zwei Lagereinheiten), ist bezüglich der entsprechenden rückwärtigen Endflächen der inneren und äußeren Laufringe 325 und 326 der Lagereinheiten 324A und 324B im vormontierten Zustand, wobei die Lagereinheiten 324A und 324B in der Rücken-an-Rücken Art und Weise relativ zueinander, wie in 18A gezeigt, angeordnet sind, eine planare Differenz Δg vorgesehen, so dass die Endfläche des inneren Laufrings 325 in axialer Richtung relativ zu der Endfläche des äußeren Laufrings 326 etwas rückversetzt ist. Auf diesem Weg wird ein vorbestimmter fester axialer Abstand δ geschaffen zwischen den betreffenden Endflächen der benachbarten inneren Laufringe 325, wobei die benachbarten inneren Laufringe 325 aneinander befestigt sind durch Festziehen einer Mutter 307, wie in 17A gezeigt, bis der feste axiale Spalt sich verkleinert, wie in 18B gezeigt, mit der Konsequenz, dass eine vorbestimmte Vorspannung zum Zeitpunkt der Montage erreicht werden kann.
  • Obwohl in 18 kein Abstandhalter zwischen den benachbarten Lagereinheiten 324A und 324B angeordnet ist, dort wo die Abstandhalter 327 und 328 angeordnet sind zwischen den benachbarten Lagereinheiten 324A und 324B, wie in 17 gezeigt, kann die Vorspannung in einer Art und Weise, wie in 19 gezeigt, angelegt werden. Insbesondere im vormontierten Zustand wird ein vorbestimmter fester axialer Spalt δ zwischen der hinteren Endfläche der inneren Laufringe einer 324A der Lagereinheiten und der Endfläche des inneren, gegenüberliegenden Laufring-Abstandhalters 327 geschaffen und dann wird eine Mutter oder dergleichen festgezogen, um die inneren Laufringe 325 aneinander zu befestigen, bis der feste axiale Spalt abnimmt, wie in 19B gezeigt. Auf diesem Weg kann die Vorspannung zum Zeitpunkt der Montage vorgesehen werden.
  • Auch in dem Fall, bei dem die Vorspannung an die Schrägkugellageranordnung in der DTBT-Anordnung (vier Lagereinheiten) angelegt wird, wie in 17B gezeigt, an einem Ort zwischen den benachbarten zwei Lagereinheiten 324A und 324B, gezeigt in 20, wird der Abstand zwischen den betreffenden äußeren Laufringen 326 der Lagereinheiten 324A und 324B und der Abstand zwischen den entsprechenden inneren Laufringen 325 dieser Lagereinheiten 324A und 324B auf die gleiche Größe A festgesetzt während der Vormontage. Zur gleichen Zeit, an einem Ort zwischen den anderen benachbarten Lagereinheiten 324C und 324D wird der Abstand zwischen den entsprechenden äußeren Laufringen 326 der Lagereinheiten 324C und 324D und der Abstand zwischen den entsprechenden inneren Laufringen 325 dieser Lagereinheiten 324C und 324D auf die gleiche Größe B festgesetzt. Falls der Abstand (fester axialer Abstand zwischen den inneren Laufringen 325, die positioniert sind zwischen den inneren benachbar ten Lagereinheiten 324B und 324C), festgesetzt wird auf dieselbe Größe δ wie in der DB-Anordnung, gezeigt in 18, und wenn die inneren Laufringe aneinander befestigt werden bis der feste axiale Abstand δ abnimmt, kann ein Betrag der Vorspannung erreicht werden, der doppelt so hoch ist als in der DB-Anordnung. Mit anderen Worten, wird der Betrag der Vorspannung 2F betragen, falls der Betrag der Vorspannung in der DB-Anordnung mit F angenommen wird, da im vormontierten Zustand der axiale Abstand zwischen den entsprechenden inneren Laufringen 325 der äußeren Lagereinheiten 324A und 324D festgesetzt wird auf eine Größe δ, wie gezeigt in 21A, und zur gleichen Zeit der feste axiale Abstand zwischen den entsprechenden inneren Laufringen 325 der inneren beiden Lagereinheiten 324B und 324C festgesetzt wird auf eine Größe δ, wie gezeigt in 21B.
  • Es ist zu beachten, dass z.B. die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-34681, Mittel zur Verhinderung einer übermäßig großen Vorspannung an der Werkzeugmaschinenspindel offenbart, was dadurch erreicht wird, dass der Abstand zwischen den äußeren Laufringen der inneren benachbarten Lagereinheiten und der inneren Umfangsoberfläche des ortsfesten Gehäuses größer gewählt wird als zwischen den äußeren Laufringen der äußeren Lagereinheiten und der inneren Umfangsoberfläche des ortsfesten Gehäuses (minimal zulässiger Abstand auf der einen Seite und größerer Abstand auf der anderen Seite), insbesondere wo die Werkzeugmaschinenspindel drehend gelagert ist durch den Gebrauch eines passenden Paares von Schrägkugellagern.
  • In der DTBT-Anordnung, gezeigt in 17B, ist Wärme geneigt, eingeschlossen zu sein in den inneren Lagereinheiten 324B und 324C, wie gezeigt in 22, bis zu einem Ausmaß, dass die Lagertemperatur während des Betriebs höher wird in diesen inneren Lagereinheiten 324B und 324C als in den äußeren Lagereinheiten 324A und 324D, da der Zustand der Wärmeemission in den inneren Lagereinheiten 324B und 324C generell schlechter ist als bei der DB-Anordnung. Dies bedeu tet, dass der Betrag der Vorspannung während des Betriebs der Lagerbaugruppe in den inneren Lagereinheiten 324B und 324C hoch ist, wobei die inneren Lagereinheiten 324B und 324C im Vergleich mit den äußeren Lagereinheiten 324A und 324D unnötig beansprucht werden. Dieses Ungleichgewicht in der Beanspruchung führt zu einer hohen Beanspruchung der inneren Lagereinheiten 324B und 324C, wobei die Vorspannung übermäßig wird und im schlimmsten Fall es auftreten kann, dass ein Risiko besteht, dass in den inneren beiden Lagereinheiten 324B und 324C Reibverschweißung auftritt.
  • Es ist zu beachten, dass die in 22 in der Basis des Diagramms erscheinenden Ziffern die Nummerierung der Lagereinheiten repräsentieren, gezählt ausgehend von dem linken Ende der Werkzeugmaschinenspindel 303 in 17B. Außerdem repräsentiert ein weißer Bereich in jedem vertikalen Balken, gezeigt in der Graphik gemäß 22, den Temperaturanstieg, wie dieser in äußeren Laufringen auftritt, während ein schraffierter Bereich in jedem der vertikalen Balken die Temperaturdifferenz zwischen den inneren und den äußeren Laufringen repräsentiert.
  • Die Lagerbaugruppe, die offenbart ist in der vorgenannten japanischen Veröffentlichung Nr. 2002-346861, ist vorteilhaft, da die übermäßige Zunahme der Vorspannung der Werkzeugmaschinenspindel effektiv verhindert werden kann, aber es besteht ein Problem in der notwendigen komplizierten Bearbeitung der inneren Umfangsoberfläche des ortsfesten Gehäuses, um den Unterschied zwischen den Abständen zwischen den inneren Lagereinheiten und den äußeren Lagereinheiten zu erhalten, soweit der Abstand zwischen der inneren Umfangsoberfläche des ortsfesten Gehäuses und den äußeren Laufringen der Lagereinheiten betroffen ist.
    •
  • In Anbetracht der vorhergehenden Ausführungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Lagerbaugruppe bereitzustellen, bei der der Kontaktoberflä chendruck in diesen Lagereinheiten aneinander angeglichen werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Wälzlagerbaugruppe vor, beinhaltend drei oder mehr Wälzlagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, die angeordnet sind, um ein herkömmliches Wellenelement drehbar zu lagern, wobei die Wälzlagereinheiten axial in einer Linie in einer asymmetrischen Konfiguration angeordnet sind, in der die Anzahl der Wälzlagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung ausgerichtet ist, unterschiedlich ist von der Anzahl mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative, der positiven Richtung entgegengerichtete Richtung ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheiten desselben Lagertyps, aber mit unterschiedlicher Lagerspezifikation zueinander entgegengerichtet (einander gegenüberstehend) sind oder die Wälzlagereinheiten unterschiedlichen Lagertyps entgegengerichtet zueinander angeordnet sind.
  • Der Lagertyp, auf den oben Bezug genommen wurde, betrifft die Machart als solche, z.B. ein Schrägkugellager, ein konisches Wälzlager, usw. Die Lagerspezifikation, auf die oben Bezug genommen wurde, ist repräsentiert von den Dimensionen der Bauelementteile, Kontaktwinkel, der Anzahl der Wälzelemente, usw.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Wälzlagereinheiten in einer kleineren-Anzahl-Lagergruppe eine axiale Steifigkeit aufweisen, die höher ist, als die der Wälzlagereinheiten in der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • In der asymmetrischen Konfiguration ist die Vorspannung unterschiedlich abgestützt von den entgegengerichteten Lagereinheiten, und die Lagereinheiten in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe unterstützen dieselbe Beanspruchung mit einer minimalen Anzahl von Lagereinheiten. Im Stand der Technik ist der Kontaktdruck in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer als in der größeren-Anzahl-Lagergruppe, da die Lagereinheiten desselben Lagertyps und mit denselben Lagerspezifikationen einander entgegengerichtet sind. Das ist ein Ergebnis nicht nur von dem Unterschied zwischen der Anzahl der Lagereinheiten in der kleineren-Rnzahl-Lagergruppe und der größeren-Anzahl-Lagergruppe, sondern auch davon, dass die entgegengerichteten Lagereinheiten die gleiche axiale Steifigkeit aufweisen. Die axiale Steifigkeit der Lagereinheit repräsentiert nicht nur das Ausmaß der elastischen Verstellung relativ zu der Beanspruchung, sondern auch das Ausmaß der Zunahme des Kontaktflächendrucks relativ zu der axial wirkenden Beanspruchung wie der Vorspannung, also der Reaktion.
  • Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist fokussiert auf diesen Punkt, und das Vorhandensein eines Unterschieds in der Lagerspezifikation oder des Lagertyps hat zur Folge, dass die axiale Steifigkeit der entgegengerichteten Lagereinheiten der geforderten Charakteristik entspricht, um damit einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks, der in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe entstehen würde, zu verhindern.
  • Der Fakt, dass der Kontaktoberflächendruck niedrig gehalten werden kann, führt zu einer Erweiterung des Auswahlbereichs der Vorspannung und daher zu einer Erweiterung des Anwendungsbereichs der Wälzlagerbaugruppe, z.B. kann sie genutzt werden für einen Hochgeschwindigkeitseinsatz und für eine hohe Vorspannung.
  • Ferner ist keine Einschränkung auferlegt in der Anordnung der Lagereinheiten, da die vorliegende Erfindung den Unter schied in der Lagerspezifikation und im Lagertyp betrifft. Daher können Vorteile der asymmetrischen Konfiguration mit einem geringen Bauraum genutzt werden und eine Unterdrückung der Hitzegenerierung erreicht werden, die die Folge der Benutzung einer minimalen Anzahl von Lagereinheiten im Vergleich zu der symmetrischen Konfiguration ist.
  • Aus diesen Gründen, der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung leistet einen Beitrag für den Hochgeschwindigkeitseinsatz der asymmetrischen Konfiguration, die vorteilhaft ist in ihrer Kompaktheit und der Reduktion des Temperaturanstiegs in der Wälzlagerbaugruppe.
  • In der Wälzlagerbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, können sämtliche Wälzlagereinheiten Schrägkugellager sein. Obwohl sie Schrägkugellager sind, kann der Unterschied in der Spezifikation, z.B. der Unterschied im Kontaktwinkel, der Unterschied im Durchmesser der Wälzelemente und/oder der Unterschied im Durchmesser der Lagereinheiten dazu führen, dass die Lagereinheiten in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe eine höhere axiale Steifigkeit aufweisen als die Lagereinheiten in der größeren-Anzahl-Lagergruppe, um die Vielzahl von Vorteilen der mit der vorliegenden Erfindung einhergehen, sicherzustellen.
  • In der Wälzlagerbaugruppe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Wälzlagerbaugruppe genutzt werden in einer Wellenlageranordnung einer Werkzeugmaschine. Die Wellenlageranordnung in der Werkzeugmaschine muss im allgemeinen Hochgeschwindigkeitseigenschaften, einen geringen Temperaturanstieg und eine kompakte Bauform aufweisen und daher kann der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung diese Effekte, wie eine kompakte Bauform, Reduzierung des Temperaturanstiegs und Hochgeschwindigkeitseigenschaften realisieren.
  • Die vorliegenden Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt eine Schrägkugellagerbaugruppe mit vier Lagereinheiten vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ausmaß der Vorspannung an den inneren zwei Lagereinheiten unterschiedlich ist von der Vorspannung an den äußeren Lagereinheiten. Die inneren beiden Lagereinheiten können angeordnet sein in der Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander und jedes der äußeren beiden Lagereinheiten hat einen Kontaktwinkel, der in die gleiche Richtung ausgerichtet ist, wie der Kontaktwinkel der benachbarten inneren Lagereinheit.
  • Bei der Wälzlageranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, kann die Größe der Vorspannung an den inneren beiden Lagereinheiten kleiner sein als die Größe der Vorspannung an den äußeren beiden Lagereinheiten. Als eine Folge kann in diesem Schrägkugellager die anfängliche Beanspruchung an den inneren Lagereinheiten, die empfänglich sind für einen Temperaturanstieg, reduziert werden und daher kann der Temperaturanstieg in allen Lagereinheiten während des Betriebs der Schrägkugellageranordnung ausgeglichen werden. Aus diesem Grund, ohne die absolute Größe der Vorspannung zum Zeitpunkt der Montage zu verändern, und daher ohne die Abstützsteifigkeit der Lagerbaugruppe zu verringern, ist es möglich, eine übermäßig große Vorspannung an den inneren beiden Lagereinheiten während des Betriebs der Lagerbaugruppe zu verhindern, wodurch das Ausmaß der Vorspannung ausgeglichen wird über die gesamten Lagereinheiten.
  • In der Wälzlagerbaugruppe gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Einstellung der Vorspannung durch Schleifen der Endflächen der Lagerlaufringteile. Der hohe Bearbeitungsgrad der Vorspannungseinstellung kann erzielt werden, wenn die Endflächen der Laufringe geschliffen werden durch den Einsatz von Schleiftechnik.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Einstellung der Vorspannung durch Schleifen der Endflächen der Abstandshalter, die zwischen den Lagereinheiten angeordnet sind. Dadurch, dass die Endflächen der Abstandshalter mit Hilfe der Schleiftechnik geschliffen werden, kann die Vorspannungseinstellung weiterhin einfach durchgeführt werden, was es erlaubt, dass der Anwender diese vornimmt.
    •
  • Auf jeden Fall wird die vorliegende Erfindung besser verstanden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen. Allerdings dienen die Ausführungsformen und die Zeichnungen lediglich zum Zweck der Illustration und Erklärung und dürfen nicht als Beschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden, wobei der Schutzbereich durch die Ansprüche bestimmt wird. In den beigefügten Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen zur Kennzeichnung der gleichen Bauteile in verschiedenen Ansichten benutzt. Dabei zeigen:
  • 1 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzkugellagerbaugruppe gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 eine Längsschnittansicht, die eine Spindellageranordnung zeigt, in der eine Werkzeugmaschinenspindel drehend von der Wälzlagerbaugruppe gemäß 1 gelagert ist,
  • 3 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlageranordnung gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlageranordnung gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
  • 5 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlagerbaugruppe gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 6 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlagerbaugruppe gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
  • 7 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlagerbaugruppe gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 8 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine Wälzlagerbaugruppe gemäß einem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 9A bis 9F fragmentarische Längsschnittansichten, die verschiedene Beispiele von entgegengerichteten Anordnungen von Lagereinheiten zeigen, die die Lagerbaugruppe der vorliegenden Erfindung bilden,
  • 10 ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung der Verteilung der an jeder Lagereinheit anliegenden Vorspannung bei einer herkömmlichen Wälzlagerbaugruppe in der DTBT-Anordnung,
  • 11 ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung der Verteilung der an jeder Lagereinheit anliegenden Vorspannung bei einer herkömmlichen Wälzlagerbaugruppe in der DBT-Anordnung,
  • 12 eine fragmentarische Längsschnittansicht einer Werkzeugmaschinenspindel, die mit einer Schrägkugellagerbaugruppe gemäß dem achten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist,
  • 13 ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung der Art und Weise der Justierung eines festen axialen Abstands in der Schrägkugellagerbaugruppe,
  • 14A ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen axialen Abstandes zwischen der äußeren Gruppe von Lagereinheiten in der Schrägkugellagerbaugruppe,
  • 14B ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen axialen Abstandes zwischen der inneren Gruppe von Lagereinheiten in der Schrägkugellagerbaugruppe,
  • 15 eine fragmentarische Längsschnittansicht einer Werkzeugmaschinenspindel, ausgestattet mit einer Schrägkugellagerbaugruppe gemäß dem neunten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 16 ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen Abstandes zwischen den Lagereinheiten in der Schrägkugellagerbaugruppe,
  • 17A eine Längsschnittansicht der Werkzeugmaschinenspindel, die mit einer herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe der DB-Anordnung gelagert ist,
  • 17B eine Längsschnittansicht der Werkzeugmaschinenspindel, die mit von einer herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe der DTBT-Anordnung gelagert ist,
  • 18A ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen Abstandes bei einer herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe in der DB-Anordnung ohne Abstandhalter,
  • 18B eine fragmentarische Längsschnittansicht der herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe gemäß 18A, die im vorgespannten Zustand gehalten ist,
  • 19A ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen Abstandes bei einer herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe in der DB-Anordnung mit Abstandhalter,
  • 19B eine fragmentarische Längsschnittansicht der herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe gemäß 19A, die im vorgespannten Zustand gehalten ist,
  • 20 ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung der Art und Weise der Justierung des festen axialen Abstandes bei einer herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe in der DTBT-Anordnung,
  • 21A ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen Abstandes zwischen der äußeren Gruppe von Lagereinheiten bei der herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe gemäß 20,
  • 21B ein erläuterndes Schaubild zur Erklärung des festen axialen Abstandes zwischen der inneren Gruppe von Lagereinheiten bei der herkömmlichen Schrägkugellagerbaugruppe gemäß 20,
  • 22 ein Diagramm, das das Verteilungsmuster der Temperaturen bei der herkömmlichen Schrägkugellageranordnung zeigt,
  • 23 eine Längsschnittansicht mit der Werkzeugmaschinenspindel, die drehend von einer Lagerbaugruppe gemäß dem zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gelagert ist und
  • 24 eine fragmentarische Längsschnittansicht, die eine vordere Lagerbaugruppe der Lagerbaugruppe gemäß 23 zeigt.
  • Erstes Ausführungsbeispiel (1 und 2)
  • Das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf die 1 und 2, die eine fragmentarische Längsschnittan sicht einer Wälzlagerbaugruppe 3 bzw. eine Längsschnittansicht einer Spindellageranordnung, in der eine Werkzeugmaschinenspindel 2 drehend von einer solchen Wälzlagerbaugruppe 3 gelagert ist, zeigen.
  • Die Spindellageranordnung gemäß 2 ist so konfiguriert, dass sie ein vorderes Endteil der Werkzeugmaschinenspindel 2 mit der Wälzlagerbaugruppe 3 und ein hinteres Endteil der der Werkzeugmaschinenspindel 2 mit einer separaten, einreihigen Wälzlagerbaugruppe (nicht gezeigt) drehend lagert.
  • Die Wälzlagerbaugruppe 3 beinhaltet eine Gruppe von drei axial in einer Linie angeordneten Schrägkugellagereinheiten 3A, 3B und 3C, wobei jede Einheit einen spezifischen Kontaktwinkel aufweist. Jede der Schrägkugellagereinheiten 3A bis 3C ist von einer Struktur, die einen inneren Laufring 4, einen äußeren Laufring 5 und eine ringförmige Reihe von Wälzelementen 6, rollend angeordnet zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring 4 und 5, aufweist. Die Wälzlageranordnung 3, die diese Schrägkugellagereinheiten 3A bis 3C aufweist, ist relativ in axialer Richtung unbeweglich rund um die Werkzeugmaschinenspindel 2 angeordnet, an einer Position zwischen einer inneren Fixiermutter 7 und einer sich radial nach außen erstreckenden Schulter 2a der Werkzeugmaschinenspindel 2, wobei der innere Laufring 4 an der inneren Fixiermutter 7 befestigt ist. Auf der anderen Seite sind die entsprechenden äußeren Laufringe 5 der Schrägkugellagereinheiten 3A bis 3C an einem Lagergehäuse 1 befestigt und positioniert zwischen einer radial nach innen herausstehenden Schulter 1a, die von dem Gehäuse 1 definiert ist, und einen ringförmigen Verspanndeckel 8, der mit einem Presssitz in das Gehäuse 1 eingepasst ist.
  • Die Wälzlagerbaugruppe mit dem zuvor beschriebenen Aufbau kann mit einer Positionsvorspannung beaufschlagt werden, wenn die Positionen der Schultern 1a und 2a richtig gewählt werden und/oder eine Scheibe (nicht gezeigt)oder derglei chen zwischen den oder seitlich der benachbarten Schrägkugellagereinheiten 3A bis 3C positioniert wird.
  • Wie am besten in 1 gezeigt, ist die geschilderte Wälzlagerbaugruppe 3 von einer asymmetrischen Konfiguration, in der die drei Schrägkugellagereinheiten 3A bis 3C vom gleichen Lagertyp sind, aber die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung orientiert ist, unterschiedlich ist von der Anzahl mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative Richtung, der positiven Richtung entgegengerichtete Richtung, ausgerichtet ist. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Lagereinheiten mit einem in die positive Richtung ausgerichteten Kontaktwinkel eins oder mehr sein kann, ebenso kann die Anzahl der Lagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die negative Richtung ausgerichtet ist, eins oder mehr sein.
  • In dem in 1 gezeigten Beispiel, unter der Annahme, dass die linken beiden Lagereinheiten 3A und 3B, die benachbart zueinander angeordnet sind und ein Lagerpaar bilden, den Kontaktwinkel α1 und α2 haben, der in die positive Richtung ausgerichtet ist, weist die verbleibende Lagereinheit 3C einen Kontaktwinkel α3 auf, der in die negative Richtung ausgerichtet ist, die der positiven Richtung entgegengesetzt ist, wodurch die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die positive Richtung orientiert ist, unterschiedlich ist von der Anzahl derer mit einem Kontaktwinkel, der in die negative, entgegengerichtete Richtung ausgerichtet ist.
  • Insbesondere in dem Beispiel gemäß 1 sind die linken beiden Lagereinheiten 3A und 3B und die rechte Lagereinheit 3C in der Rücken-an-Rücken-Anordnung, bekannt als DBT-Anordnung, gehalten. Die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C, die zu der kleineren-Anzahl-Lagergruppe gehört und die Spezifikation von jeder der linken Lagereinheiten 3A und 3B, die zu der größeren-Anzahl-Lagergruppe gehören, sind unterschiedlich voneinander. Insbesondere der Kontaktwinkel α3 der Lagereinheit 3C, die zu der kleineren-Anzahl-Lagergruppe gehört, ist größer gewählt als die entsprechenden Kontaktwinkel α1 und α2 der linken Lagereinheiten 3A und 3B, die einander gleich sind (α1 = α2), so dass die axiale Steifigkeit jeder Lagereinheit in der Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe höher, ist als in den Lagereinheiten 3A und 3B in der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Die Zunahme der axialen Steifigkeit pro Lagereinheit, die verursacht wird in der Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe in der oben beschriebenen Art und Weise, bewirkt die Unterdrückung einer Zunahme des Lagerdrucks relativ zu der Vorspannung.
  • Die axiale Steifigkeit der Lager ist nicht nur charakteristisch für das Ausmaß der elastischen Verstellung relativ zu der angelegten Beanspruchung, sondern auch für das Ausmaß der Zunahme (Reaktion) des Kontaktoberflächendrucks relativ zu der axial wirkenden Beanspruchung (Last), wie der Vorspannung. Bei der herkömmlichen Wälzlageranordnung der asymmetrischen Konfiguration haben die Lagereinheiten die gleiche axiale Steifigkeit, wodurch der Kontaktoberflächendruck der Lagereinheiten in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe höher ist als in der größeren-Anzahl-Lagergruppe, da die Lagereinheiten in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe und die Lagereinheiten in der größeren-Anzahl-Lagergruppe die gleiche Lagerspezifikation aufweisen.
  • Im Gegensatz hierzu ist in der Wälzlagerbaugruppe 3 der asymmetrischen Konfiguration, gezeigt und beschrieben in Verbindung mit der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit größer in der Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe als in den Lagereinheiten 3A und 3B in der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wie zuvor beschrieben, und dadurch ist es möglich, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächen drucks in der Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe relativ zu der Vorspannung zu vermeiden.
  • Zusätzlich führt das Niedrighalten des Kontaktoberflächendrucks zu einer Erweiterung des Auswahlbereichs der Vorspannung, was wiederum in einer Erweiterung des Anwendungsbereichs der Wälzlagerbaugruppe 3 resultiert (z.B. Zunahme der Arbeitsgeschwindigkeit und der Fähigkeit zur Aufnahme einer höheren Vorspannung).
  • Zusätzlich gibt es bei der vorgenannten Konstruktion keine Beschränkung in der Anordnung der Lagereinheiten, da sich der Unterschied in der Lagerspezifikation anpasst. Aus diesem Grunde können Effektivitätsvorzüge in Bezug auf den Bauraum, der von der Lagerbaugruppe der asymmetrischen Konfiguration benötigt wird und in Bezug auf das Niedrighalten der Hitzeentwicklung mit Vorteil erreicht werden. Dadurch ist die vorliegende Erfindung, die repräsentiert wird von deren erstem Ausführungsbeispiel nützlich, um eine Wälzlagerbaugruppe 3 der asymmetrischen Konfiguration bereitzustellen, die die Fähigkeit zum Hochgeschwindigkeitseinsatz hat sowie die Fähigkeit in kompakter Bauweise montiert zu werden, sowie einen minimalen Temperaturanstieg aufweist.
  • Zweites Ausführungsbeispiel (3)
  • 3 veranschaulicht ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Wälzlagerbaugruppe 3, die hierin gezeigt ist, ist ähnlich zu der Baugruppe, die gezeigt und beschrieben ist im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1, dahingehend, dass die Wälzlagerbaugruppe 3 Gebrauch macht von den drei Schrägkugellagern 3A bis 3C desselben Lagertyps, bei denen die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung orientiert ist, unterschiedlich ist von der Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative Richtung orientiert ist, die der positiven Richtung entgegengerichtet ist (z.B. in der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordnung). Weiterhin ist bei der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 3 die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C in der kleineren-Rnzahl-Lagergruppe unterschiedlich von der Lagerspezifikation der linken zwei Lagereinheiten 3A und 3b in der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Insbesondere die Wälzelemente 6 der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe in der Lagerbaugruppe 3 gemäß 3 haben einen ϕdw3, der größer ist als die entsprechenden ϕdw1 und ϕdw2 der Wälzelemente 6 der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, deren ϕdw1 und ϕdw2 gleich sind. Aufgrund dieses Unterschiedes ist die axiale Steifigkeit jeder Lagereinheit in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer als in den Lagereinheiten 3A in der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Es ist allerdings zu beachten, dass die Kontaktwinkel in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C gleich bleiben.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe 3 der asymmetrischen Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform ist die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit größer bei der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe als in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wie zuvor beschrieben, und daher ist es möglich, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks in der Lagereinheit 3 in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe relativ zur Vorspannung zu vermeiden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel (4)
  • 4 veranschaulicht ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Die hierin gezeigte Wälzlagerbaugruppe 3 ist ähnlich zu der in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 gezeigten und beschriebenen Baugruppe, insoweit, als dass die Wälzlagerbaugruppe 3 Gebrauch macht von drei Schrägkugellagereinhei ten 3A bis 3C, bei denen die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, welcher orientiert ist in die positive Richtung unterschiedlich ist von der Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die negative Richtung orientiert ist, die der positiven Richtung entgegengerichtet ist (.B. in der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordnung). Zusätzlich ist die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 4 unterschiedlich von der Lagerspezifikation der linken zwei Lagereinheiten 3A und 3B in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Insbesondere ist die Anzahl Z3 der Wälzelemente 6 der rechten Lagereinheit 3 in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe der Wälzlagerbaugruppe 3 größer gewählt als die entsprechende Anzahl Z1 und Z2 der Wälzelemente 6 der linken beiden Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wobei die Anzahlen Z1 und Z2 gleich sind. Aus diesem Grund kann die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe bis zu einem Wert erhöht werden, der größer ist als der Wert der axialen Steifigkeit von jeder der Lagereinheiten 3A und 3B in der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Kontaktwinkel in den Lagereinheiten 3A bis 3C und die Durchmesser der Wälzelemente 6 der Lagereinheiten 3A bis 3C gleich bleiben.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe 3 der asymmetrischen Konfiguration gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist, wie zuvor beschrieben, die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit größer als in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe als in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, und daher ist es möglich, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe relativ zu der Vorspannung zu vermeiden.
  • Viertes Ausführungsbeispiel (5)
  • 5 veranschaulicht ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die hierin gezeigte Wälzlagerbaugruppe 3 ist ähnlich zu der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 gezeigten und beschriebenen Baugruppe, insoweit, als dass die Wälzlagergruppe 3 Gebrauch macht von den drei Schrägkugellagern 3A bis 3C, bei denen die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die positive Richtung orientiert ist unterschiedlich ist von den Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel der in die negative, der positiven Richtung entgegengerichtete Richtung, gerichtet ist (z.B. in der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordnung). Ebenfalls ist die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 5 unterschiedlich von der Lagerspezifikation der linken beiden Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Insbesondere bei der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 5 sind die jeweiligen Krümmungen Cur3 der Laufringoberflächen 4a und 4c der inneren und der äußeren Laufringe 4a und 4b der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer gewählt als die entsprechenden Krümmungen Cur1 und Cur2 der Laufringoberflächen 4a und 5a der inneren und äußeren Laufringe 4 und 5 jeder der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wobei die Krümmungen Cur1 und Cur2 gleich sind. Durch diese Bauweise kann die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe erhöht werden bis zu einem Wert, der größer ist als der entsprechende Wert jedes der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kontaktwinkel in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C und die Durchmesser und Anzahl der Wälzelemente 6 dieser Lagereinheiten 3A und 3C gleich bleiben.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe der asymmetrischen Konfiguration gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer als in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wie zuvor beschrieben, wodurch es möglich ist, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzal-Lagergruppe relativ zu der Vorspannung zu vermeiden.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel (6)
  • 6 veranschaulicht ein fünftes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die hierin gezeigte Wälzlagerbaugruppe 3 ist ähnlich der Baugruppe, die gezeigt und beschrieben ist im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1, dahingehend, dass die Wälzlagerbaugruppe 3 Gebrauch macht von den drei Schrägkugellagern 3A bis 3C, bei denen die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die positive Richtung orientiert ist unterschiedlich ist von der Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die negative, der positiven Richtung entgegengerichtete Richtung orientiert ist (z.B. in der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordung). Auch bei der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 6 ist die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe unterschiedlich von der Lagerspezifikation der linken zwei Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Insbesondere ist der innere Lagerdurchmesser ϕd3 der Lagereinheit 3C der kleiner-Anzahl-Lagergruppe der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 6 größer gewählt als die entsprechenden inneren Lagerdurchmesser ϕd1 und ϕd2 von jeder Lagereinheit 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wobei die Durchmesser ϕd1 und ϕd2 gleich sind. Aufgrund einer derartigen Ausbildung kann die axiale Steifigkeit pro La gereinheit der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe bis zu einem Wert vergrößert werden, der größer ist als der Wert jeder der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kontaktwinkel in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C, die Durchmesser und die Anzahl der Wälzelemente 6 in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C und die Krümmungen der Laufringoberflächen in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C gleich bleiben.
  • Bei der Wälzlagerbaugruppe 3 der asymmetrischen Konfiguration gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer als in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wie zuvor beschrieben, wodurch es möglich ist, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe relativ zu der Vorspannung zu verhindern.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel (7)
  • 7 veranschaulicht ein sechstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die hierin gezeigte Wälzlagerbaugruppe 3 ist ähnlich der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 gezeigten und beschriebenen Baugruppe, dahingehend, dass die Wälzlagerbaugruppe 3 Gebrauch macht von den drei Schrägkugellagern 3A bis 3C, bei denen die Anzahl der Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die positive Richtung orientiert ist unterschiedlich ist von der Anzahl an Schrägkugellagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in die negative, der positiven Richtung entgegengerichtete Richtung orientiert ist (z.B. in der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordnung). Bei der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 7 ist die Lagerspezifikation der rechten Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe unterschiedlich von der Lagerspezifikation der linken zwei Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe bis auf den folgenden Unterschied.
  • Insbesondere hat die Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß 7 eine Dimension S3, die größer als die entsprechenden Dimensionen S1 und S2 der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe ist, wobei die Dimensionen S1 und S2 gleich sind, um damit zu ermöglichen, dass die Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe eine erhöhte axiale Steifigkeit pro Lagereinheit hat als die Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Wie zuvor behandelt, unterscheidet sich die Lagerspezifikation der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von der Lagerspezifikation der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Die Dimensionen, auf die zuvor Bezug genommen wurde, repräsentieren eine Reihe von äußeren Lagerdurchmessern in Abhängigkeit der inneren Lagerdurchmesser und werden repräsentiert von einer einstelligen Zahl, wenn einige äußere Durchmesser schrittweise definiert werden bezüglich der inneren Lagerdurchmesser. Es ist jedoch zu beachten, dass, für den Fall, bei dem jede der Lagereinheiten 3A bis 3C als konisches Wälzlager ausgebildet ist, diese eine oder zwei unterschiedliche Durchmesser oder unterschiedliche Breiten aufweisen können.
  • Die Kontaktwinkel in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C, die Durchmesser und Anzahl der Wälzelemente 6 in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C, die Krümmungen der Laufringoberflächen in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C und die inneren Lagerdurchmesser dieser Lagereinheiten 3A bis 3C können in allen drei Lagereinheiten 3A bis 3C gleich bleiben.
  • 1027 Bei der Wälzlageranordnung 3 der asymmetrischen Konfiguration gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe größer als in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, wie zuvor beschrieben, wodurch es möglich ist, einen übermäßigen Anstieg des Kontaktoberflächendrucks in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe relativ zu der Vorspannung zu vermeiden.
  • Bei der Beschreibung jedes der vorgenannten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung war einer der Kontaktwinkel in den Lagereinheiten 3A bis 3C und waren die Durchmesser der Wälzelemente 6 dieser Lagereinheiten 3A bis 3C, die entsprechende Anzahl von Wälzelementen 6 in den Lagereinheiten 3A bis 3C, die Krümmungen der Laufringoberflächen in diesen Lagereinheiten 3A bis 3C, die inneren Lagerdurchmesser der Lagereinheiten 3A bis 3C und die Dimensionen von jeder Lagereinheit, als spezifische Parameter definiert, die unterscheiden zwischen der Lagerspezifikation der Lagereinheit 3C in der kleineren-Anzahl-Lagergruppe und der Lagerspezifikation der Lagereinheiten 3A und 3B in der größeren-Anzahl-Lagergruppe. Ähnliche Effekte können jedoch auch erzielt werden, wenn zwei oder mehr dieser Parameter kombiniert werden.
  • Auch mit anderen als den oben erwähnten Parametern kann die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit in der Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe auf einen Wert erhöht werden, der größer ist als der Wert in den Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe, auch wenn die Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe und jede Lagereinheit 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe so zugeschnitten sind, dass sie einen unterschiedlichen internen Aufbau haben (z.B. die Durchmessersteigung der Wälzelemente), auch in diesem Fall können ähnliche Effekte, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, erzielt werden.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel (8)
  • 8 veranschaulicht ein siebtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die hierin gezeigte Wälzlagerbaugruppe 3 entspricht der asymmetrischen Konfiguration in der DBT-Anordnung, in der zwei Schrägkugellagereinheiten 3A und 3B desselben Lagertyps und eine einzelne konische Wälzlagereinheit 3C' vorgesehen sind, wobei die Wälzlagereinheit 3C' von einem Wälzlagertyp ist, der unterschiedlich ist von dem Wälzlagertyp der Lagereinheiten 3A und 3B. Auch mit diesem Aufbau kann die axiale Steifigkeit pro Lagereinheit der Lagereinheiten 3C' der kleineren-Anzahl-Lagergruppe auf einen Wert erhöht werden, der größer ist als der Wert der Lagereinheiten 3A und 3B der größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  • Aufgrund der Ausbildung der Wälzlagerbaugruppe 3 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die Lagereinheit 3C der kleineren-Anzahl-Lagergruppe eine erhöhte axiale Steifigkeit pro Lagereinheit aufweisen kann, ist es möglich, dass die Lagereinheit 3C' eine übermäßige Zunahme des Kontaktoberflächendrucks relativ zu der Vorspannung verhindert.
  • Obwohl in der Beschreibung des siebten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 8 die Wälzlageranordnung 3 gezeigt und beschrieben wurde mit den Schrägkugellagereinheiten 3A und 3B und der konischen Wälzlagereinheit 3C, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die Wälzlagerbaugruppe eine Kombination auf Lagereinheiten jedes Lagertyps mit einem Kontaktwinkel aufweisen, z.B. können einer Pendellagereinheit oder einer Rillenkugellagereinheit ähnliche Effekte wie die zuvor beschriebenen erzielt werden.
  • Obwohl in der Beschreibung der vorgenannten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wurde auf die DBT-Anordnung als ein Beispiel zur Realisierung der asymmetrischen Konfiguration, ähnliche Effekte, wie die zuvor beschriebenen Effekte, können auch erzielt werden mit irgendeiner asymmetrischen Konfiguration, die sich von der beschriebenen asymmetrischen Konfiguration unterscheidet.
  • Achtes Ausführungsbeispiel (12 bis 14B)
  • Nachstehend wird ein achtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die 12 bis 14B beschrieben. Insbesondere 12 veranschaulicht einen Längsschnitt einer Werkzeugmaschine 301 unter Verwendung der Schrägkugellagerbaugruppe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel. Die Werkzeugmaschine 301 umfasst eine Werkzeugmaschinenspindel 303, wirkend angeordnet in einem ortsfesten Gehäuse und eine Schrägkugellagerbaugruppe 304. Die Schrägkugellagerbaugruppe 304 wiederum umfasst vier Lagereinheiten 304A, 304B, 304C und 304D, die an einem vorderen Endteil der Werkzeugmaschinenspindel 303 befestigt sind, um die Werkzeugmaschinenspindel 303 relativ zu dem ortsfesten Gehäuse 302 drehend zu lagern, wobei das hintere Endteil der Werkzeugmaschinenspindel 302 drehend gelagert ist von einer Einreihenkugellagerbaugruppe (nicht gezeigt). Die Werkzeugmaschinenspindel 303 ist geeignet, um von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) angetrieben zu werden.
  • Jede der Lagereinheiten 304A bis 304D der Schrägkugellagerbaugruppe 304 ist zusammengesetzt von einem inneren Laufring 305, einem äußeren Laufring 306 und einer ringförmigen Reihe von Wälzelementen, die rollend zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring 305 und 306 angeordnet sind. Die inneren Laufringe 305, von denen jeder ein drehbares Laufringteil ist, der Lagereinheiten 304A bis 304D sind fest montiert auf der Werkzeugmaschinenspindel 303 an einer Position zwischen einer inneren Laufring-Fixiermutter 307 und einer sich radial nach außen erstreckenden Schulter 303a, die von der Werkzeugmaschinenspindel 303 gebildet ist. Auf der anderen Seite sind die entsprechenden äußeren Laufringe 306 der Lagereinheiten 304A bis 304D an dem ortsfesten Gehäuse 302 fixiert und zwischen einer radial nach innen hervorstehenden Schulter 302a, die von dem ortsfesten Gehäuse 302 gebildet ist und einem ringförmigen Laufringverspanndeckel 308, der mittels eines Presssitzes in dem Gehäuse 302 sitzt, positioniert, wobei die Lagereinheiten 304A bis 304D konsequenterweise vorgespannt sind, um eine vorbestimmte Position zu jeder Zeit einzunehmen.
  • Die veranschaulichte Schrägkugellagerbaugruppe 304 ist von einem Aufbau, bei dem die Schrägkugellagereinheiten 304A bis 304D in einer DTBT-Anordnung angeordnet sind. Mit anderen Worten, ist bei der veranschaulichten Schrägkugellagerbaugruppe 304 ein innerer Satz von zwei Lagereinheiten 304B und 304C in der DB-Anordnung gehalten, in der die Lagereinheiten in axialer Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander gehalten sind, wobei die axial äußere Lagereinheit 304, benachbart zu der inneren Lagereinheit 304B, einen Kontaktwinkel aufweist, der in die gleiche positive Richtung orientiert ist, wie der Kontaktwinkel der inneren Lagereinheit 304B und wobei die axial äußere Lagereinheit 304D, die benachbart zu der inneren Lagereinheit 304C angeordnet ist, einen Kontaktwinkel aufweist, der in dieselbe negative Richtung orientiert ist wie der Kontaktwinkel der inneren Lagereinheit 304C, aber in eine Richtung, die der positiven Richtung der entsprechenden Kontaktwinkel der Lagereinheiten 304A und 304B entgegengerichtet ist.
  • Diese Schrägkugellagerbaugruppe 304 ist so aufgebaut, dass in einem vormontierten Zustand, in dem die Schrägkugellagereinheiten 304A bis 304D, wie in 13 gezeigt, zusammengestellt sind, der Abstand zwischen den betreffenden inneren Laufringen 305 der eng benachbarten Lagereinheiten 304A und 304B größer gewählt ist um einen bestimmten Wert α als der Abstand A zwischen den betreffenden äußeren Laufringen 306 der eng benachbarten Lagereinheiten 304 und 304B, also A + α beträgt. Auch der Abstand zwischen den betreffenden inneren Laufringen 305 der eng benachbarten Lagereinheiten 304C und 304D ist um einen bestimmten Wert β größer gewählt als der Abstand B zwischen den betreffenden äußeren Laufringen 306 der eng benachbarten Lagereinheiten 304C und 304D, beträgt also B + β. Der Abstand (fester axialer Abstand) zwischen den betreffenden inneren Laufringen 305 der inneren Lagereinheiten 304C und 304D ist so gewählt, dass er einem Wert Y entspricht.
  • Mit anderen Worten ist der feste axiale Abstand X zwischen den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D in dieser Schrägkugellagerbaugruppe 304, gezeigt in 14A, so festgelegt, dass er von der Gleichung X = Y + α+ β repräsentiert ist und der feste axiale Abstand zwischen den inneren Lagereinheiten 304B und 304C, gezeigt in 14B, ist so gewählt, dass er Y entspricht. Daher ist im Vergleich mit dem festen axialen Abstand X zwischen den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D der feste axiale Abstand Y zwischen den inneren Lagereinheiten 304B und 304C klein gewählt, nämlich Y < X.
  • Ausgehend von diesem vormontierten Zustand wird eine Vorspannung angelegt durch Aneinanderbefestigen der inneren Lagerringe 305 mit Hilfe der inneren Laufring-Fixiermutter 307, die in 12 gezeigt ist, bis die festen axialen Abstände X und Y abnehmen. In diesem Fall kann das Ausmaß der Vorspannung H, das an den inneren Lagereinheiten 304B und 304C angelegt ist, justiert werden auf einen kleineren Wert (H < G) als das Ausmaß der Vorspannung G, das an den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D anliegt, da der feste axiale Abstand Y zwischen den inneren Lagereinheiten 304B und 304C auf einen kleineren Wert festgelegt wird als der feste axiale Abstand X zwischen den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D, wie zuvor diskutiert.
  • Als eine Folge kann in dieser Schrägkugellagerbaugruppe 304 die anfängliche Beanspruchung der inneren Lagereinheiten 304B und 304C, die verantwortlich ist für einen Temperaturanstieg, verringert werden, und daher kann der Temperaturanstieg in allen Lagereinheiten 304A bis 304D während des Betriebes der Schrägkugellagerbaugruppe 304 ausgeglichen werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die inneren Lagereinheiten 304B und 304C vor einer übermäßig großen Vorspannung zu bewahren, was es möglich macht, das Ausmaß der Vorspannung über sämtliche Lagereinheiten 304A bis 304D anzugleichen.
  • Es ist zu beachten, dass in dem herkömmlichen Fall, gezeigt in den 20, 21A und 21B, der feste axiale Abstand zwischen den äußeren Lagereinheiten 324A und 324D und der feste axiale Spalt zwischen den inneren Lagereinheiten 324B und 324C so gewählt sind, dass sie beide dem Wert δ entsprechend, wodurch eine Vorspannung mit einem Betrag von 2F wirkt, die gleich ist der Summe des Betrages der Vorspannung F, die in den äußeren Lagereinheiten 324A und 324D wirkt und des gleichen Betrages an Vorspannung F, der in den inneren Lagereinheiten 324B und 324C wirkt.
  • Im Gegensatz dazu ist bei der Schrägkugellagerbaugruppe 304 gemäß dem oben beschriebenen achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der feste axiale Abstand X zwischen den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D und der feste axiale Abstand Y zwischen den inneren Lagereinheiten 304B und 304C so gewählt, um durch folgende Beziehung ausgedrückt zu werden: Y < δ < X. Daher kann der Betrag der Vorspannung, der gleich der Summe der entsprechenden Beträge G und H ist, die in den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D bzw. in den inneren Lagereinheiten 304B und 304C wirken, so gewählt werden, dass er gleich 2F (= G + H, H < G), wie im herkömmlichen Fall, ist.
  • Wie zuvor diskutiert, kann ohne den Gesamtbetrag der Vorspannung während der Montage zu ändern, der Betrag der Vorspannung in den inneren Lagereinheiten 304B und 304C reduziert werden, um so die anfängliche Beanspruchung zu redu zieren, so dass das Ungleichgewicht der Vorspannung während des Betriebes eliminiert werden kann, ohne die Steifigkeit der Werkzeugmaschinenspindel 303 zu reduzieren.
  • Als Beispiel, unter der Annahme, dass die Vorspannung nach der Montage, wenn die entsprechenden axialen Spalte zwischen den inneren Lagereinheiten 304B und 304C und zwischen den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D gleich sind, 392,27 Newton (40 kgf) beträgt, ist die Schrägkugellagerbaugruppe 304 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung derart, dass der Betrag der Vorspannung durch Schleifen der Endflächen der Lagereinheiten in den inneren Lagereinheiten 304B und 304C und der Betrag der Vorspannung in den äußeren Lagereinheiten 304A und 304D geändert ist jeweils auf 98,06 Newton (10 kgf) und 294,21 Newton (30 kgf). Auf diesem Weg, ohne den Gesamtbetrag der Vorspannung von 392,27 Newton (40 kgf) zu ändern, führt die Reduzierung der anfänglichen Beanspruchung der inneren Lagereinheiten 304B und 304C zu einer Angleichung des Temperaturanstiegs, der in allen Lagereinheiten 304A bis 304D während des Betriebes der Lagerbaugruppe auftritt und zur gleichen Zeit die Beanspruchungen aller Lagereinheiten 304A bis 304D können aneinander angeglichen werden, wodurch eine übermäßig große Vorspannung an den inneren Lagereinheiten 304B und 304C vermieden wird.
  • Da jede der axialen Spalte X und Y justiert werden kann sobald die Endflächen der Lagereinheiten eingeschliffen sind, ist der Bearbeitungsgrad bei der Ausführung der Justierung hoch.
  • 9. Ausführungsbeispiel (15 und 16)
  • 15 und 16 veranschaulichen ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere 15 veranschaulicht einen Längsschnitt einer Werkzeugmaschine 301A, die Gebrauch macht von einer Schrägkugellagerbaugruppe gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel. Die Werkzeug maschine 301A ist im Wesentlichen identisch mit der Werkzeugmaschine 301, gezeigt und beschrieben unter Bezugnahme auf 12, mit Ausnahme des Gebrauchs von Abstandhaltern 317 und 318 in der Schrägkugellagerbaugruppe gemäß 15, jetzt gekennzeichnet mit 314. Die Schrägkugellagerbaugruppe 314, die in 15 gezeigt ist, beinhaltet die vier Lagereinheiten 314A bis 314D, angeordnet in der DTBT-Anordnung mit den koaxialen Abstandhaltern 317 und 318, die zwischen den benachbarten inneren Laufringen 315 der Lagereinheiten 314A bis 314D und den benachbarten äußeren Laufringen 316 der Lagereinheiten 314A bis 314D angeordnet sind.
  • Die Einstellung des festen axialen Spaltes in der Schrägkugellagerbaugruppe 314 gemäß 14 wird ausgeführt in der folgenden Art und Weise: Soweit der feste axiale Spalt zwischen den benachbarten Lagereinheiten 314A und 314B betroffen ist kann ein Spalt zwischen der Endfläche des äußeren Laufrings 316 in der Lagereinheit 314A und der korrespondierenden gegenüberliegenden Endfläche des äußeren Ringabstandhalters 318 so ausgelegt werden, dass er A beträgt, vergleichbar wird ein Spalt zwischen der Endfläche des inneren Laufrings 315 in der Lagereinheit 314A und der korrespondierenden, gegenüberliegenden Endfläche des inneren Laufring-Abstandhalters 317 so ausgebildet, dass er A + α beträgt. Soweit der axiale Spalt zwischen den benachbarten Lagereinheiten 314C und 314D betroffen ist, werden ein Spalt zwischen der Endfläche des äußeren Laufrings 316 in der Lagereinheit 314D und der gegenüberliegenden Endfläche des äußeren Ringabstandhalters 318 und ein Spalt zwischen der Endfläche des inneren Laufrings 315 der Lagereinheit 314D und der gegenüberliegenden Endfläche des inneren Laufring-Abstandhalters 317 so ausgebildet, dass sie B bzw. B + α betragen. Soweit der feste axiale Spalt zwischen den inneren Lagereinheiten 314B und 314C betroffen ist, wird ein Spalt zwischen der Endfläche des inneren Laufrings 317 der Lagereinheit 314B, die der Lagereinheit 314C gegenüberliegt, und der gegenüberliegenden Endfläche des inneren Laufring-Abstandhalters 317 so ausgelegt, dass er Y be trägt. Also, beträgt der feste axiale Spalt X zwischen den äußeren Lagereinheiten 314A und 314D Y + α + β.
  • Wie zuvor beschrieben, ausgehend von dem vormontierten Zustand, in den die festen axialen Spalte X und Y eingestellt wurden, wird eine Vorspannung angelegt durch Aneinanderbefestigen der inneren Lagerringe 315 dieser Lagereinheiten mittels der inneren Laufring-Fixiermutter 307, bis sich die Axialspalte X und Y verringern. In diesem Fall kann der Betrag der Vorspannung H, die an die inneren Lagereinheiten 317B und 314C angelegt ist, eingestellt werden auf einen kleineren Wert (H < G) als der Betrag der Vorspannung G der äußeren Lagereinheiten 314A und 314D, da der axiale Spalt Y zwischen den inneren Lagereinheiten 314B und 314C festgelegt wird auf einen Wert, der kleiner ist als der axiale Spalt X zwischen den äußeren Lagereinheiten 314A und 314D, wie zuvor diskutiert.
  • Als eine Folge kann in dieser Schrägkugellagerbaugruppe 314 der Temperaturanstieg in allen Lagereinheiten 314A bis 314D während des Betriebs der Schrägkugellagerbaugruppe 314A ausgeglichen werden, um hierdurch zu verhindern, dass die inneren Lagereinheiten 317B und 314C übermäßig stark vorgespannt werden, wodurch es möglich ist, den Betrag der Vorspannung auf sämtliche Lagereinheiten 314A bis 314D auszugleichen. Selbst in diesem Fall ist es möglich, einen übermäßigen Anstieg der Vorspannung an den inneren Lagereinheiten während des Betriebs der Lagerbaugruppe zu vermeiden, ohne den Gesamtbetrag der Vorspannung zum Zeitpunkt der Montage zu verändern.
  • Gemäß dem zuvor beschriebenen neunten Ausführungsbeispiel kann der Anwender auf einfache Weise diese Einstellung mit hohem Bearbeitungsgrad vornehmen, da die festen axialen Spalte X und Y durch Schleifen der Endflächen der inneren und äußeren Laufringe 315 und 316 der Lagereinheiten 314A, 314B und 314D und der Endflächen des inneren Ringabstand halters 317 und des äußeren Ringabstandhalters 318 eingestellt werden können.
  • 10. Ausführungsbeispiel (23 und 24)
  • Nun wird Bezug genommen werden auf die 23 und 24 zur Diskussion eines zehnten bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung. Dieses hierin gezeigte zehnte Ausführungsbeispiel ist auf ein Lagersystem gerichtet zum Lagern einer Werkzeugspindel, beinhaltend eine vordere Lagerbaugruppe 204 und eine hintere Lagervorrichtung 205, die beide kooperieren, um die Werkzeugmaschinenspindel 203 drehend zu lagern. Die vordere Lagerbaugruppe 204 umfasst vordere und hintere Lagereinheiten 204A bis 204D mit Kontaktwinkeln θ1 bis θ4 und die angeordnet sind in axialer Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander, wobei die vordere Lagerbaugruppe 204 ausgeführt ist wie die Lagerbaugruppe 314, die gezeigt und beschrieben ist unter Bezugnahme auf 15 in Verbindung mit dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch zu beachten, dass nur die vorderen Lagereinheiten 204A und 204B der vorderen Lageranordnung 204 von entsprechenden Wälzelementen 223 aus keramischem Material, Gebrauch machen.
  • 23 veranschaulicht in einer geschnittenen Darstellung eine Spindellageranordnung in der Werkzeugmaschine, die Gebrauch macht von dem Lagersystem gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Spindellageranordnung 201 ist so aufgebaut, dass die Werkzeugmaschinenspindel 203 drehend gelagert ist in einem Lagergehäuse 202 mit Hilfe der vorderen und der hinteren Lagerbaugruppen 204 und 205, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Werkzeugmaschinenspindel ausgebildet ist, um angetrieben zu werden von einem Antriebsmotor 206, der um einen mittleren Abschnitt der Werkzeugmaschinenspindel 203 herum angeordnet ist. Die vordere Lagerbaugruppe 204 wird benutzt, um ein vorderes Endteil der Werkzeugmaschinenspindel 203 drehend zu lagern und ist in der Form einer Mehrreihen schrägkugellager-Baugruppe ausgebildet. Andererseits wird die hintere Lagerbaugruppe 205 benutzt, um ein hinteres Endteil der Werkzeugmaschinen 203 zu lagern, das gegenüberliegend und auf der abgelegenen Seite des vorderen Endteils angeordnet ist, wobei die hintere Lagerbaugruppe 205 in der Form einer einreihigen Schrägkugellagerbaugruppe ausgebildet ist.
  • Die Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204, die die vordere Lagerbaugruppe bildet, hat innere Laufringe 214, die rund um die Werkzeugmaschinenspindel 203 montiert sind an einer Position zwischen seiner Schulter 203A, die gebildet ist von der Werkzeugmaschinenspindel 203 und einer inneren Laufring-Fixiermutter 207 durch Festziehen der inneren Laufringfixiermutter 207. Andererseits sind die äußeren Laufringe 215 der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe an einem Ort zwischen einer Schulter 202, die gebildet wird von einem Lagergehäuse 202 und einem äußeren Laufringverspanndeckel 208 durch Festziehen z.B. einer Schraube des äußeren Laufringverspanndeckels 208 positioniert. Der innere Laufring-Abstandhalter 219 und der äußere Laufring-Abstandhalter 220 sind zwischen den benachbarten Lagereinheiten 204A bis 204D angeordnet, die entsprechende Teile der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe bilden und eine entsprechende Breite haben, die so unterschiedlich voneinander ist, dass die Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe mit einer Positioniervorspannung beaufschlagbar ist in einer Art und Weise, wie bei der Lagerbaugruppe 314, gezeigt und beschrieben unter Bezugnahme auf 15 in Zusammenhang mit dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Einreihenschrägkugellager-Baugruppe 205 bildet die hintere Lagerbaugruppe und hat einen inneren Laufring 216, der in einer Position rund um die Werkzeugmaschinenspindel 203 montiert ist durch Festziehen der inneren Laufring-Fixiermutter 209. Andererseits ist ein äußerer Laufring 217 der Einreihenschrägkugellager-Baugruppe 205 fixiert an und innerhalb eines separaten Gehäuseteils 210, das mit Abstand zu dem Lagergehäuse 202 angeordnet ist. Eine Druckfeder 211 ist zwischen dem separaten Gehäuseteil 210 und einem hinteren Endteil des Lagergehäuses 202 angeordnet, so dass eine konstante Vorspannung an die Einreihenschrägkugellager-Baugruppe 205 angelegt werden kann durch die Druckfeder 211 in eine rückwärtige Richtung der Werkzeugmaschinenspindel 203.
  • Der Antriebsmotor 206 umfasst einen Rotor 212, der auf die Werkzeugmaschinenspindel 203 montiert ist, um zusammen mit dieser zu drehen und einen Stator 230, der am inneren Umfang des Lagers 202 in Angesicht-zu-Angesicht-Beziehung mit dem Rotor 212 gesichert ist.
  • Es ist zu beachten, dass obwohl in dem zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel die Abstandhalter 219 und 220 zwischen den benachbarten Lagereinheiten 204A bis 204D der Mehrreihenschrägkugellager-Anordnung positioniert sind, die Abstandhalter 219 und 220 auch entfallen können. In einem solchen Fall muss irgend ein anderes Mittel eingesetzt werden, um die Positioniervorspannung an die Mehrreihenkugellager-Baugruppe 204 anzulegen.
  • In anderen Worten kann als vordere Lagerbaugruppe, die als Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204 ausgebildet ist, die Lagerbaugruppe 304, gezeigt und beschrieben unter Bezugnahme auf 12 in Zusammenhang mit dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass nur die Wälzelemente der vorderen Lagereinheiten der vorderen Lagerbaugruppe aus keramischem Material hergestellt sind, wobei die Positioniervorspannung an die vordere Lagereinheit in einer Art und Weise angelegt wird, ähnlich wie bei der Lagerbaugruppe gemäß dem zuvor beschriebenen achten Ausführungsbeispiel.
  • Die Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204, die zuvor diskutiert wurde, ist von einem Aufbau, bei dem vier Lagereinheiten 204A bis 204D mit ihrem eigenen Kontaktwinkel in der DTBT-Anordnung gehalten sind. In anderen Worten, wie in 24 gezeigt, die einen Ausschnitt aus 21 in einem vergrößerten Maßstab wiedergibt, sind die vorderen (oder die in den Figuren linken) zwei Lagereinheiten 204A und 204B und die hinteren (oder die in den Figuren rechten) zwei Lagereinheiten 204C und 204D in einer Rücken-an-Rücken-Position zueinander angeordnet.
  • Von den Lagereinheiten 204A bis 204D sind die Wälzelemente 223 von jedem der vorderen beiden Lagereinheiten 204A und 204B aus keramischem Material gefertigt, während die Wälzelemente 223A in jedem der hinteren Lagereinheiten 204C und 204D aus Lagerstahl gefertigt sind. Jedoch sind sämtliche inneren und äußeren Laufringe 221 und 222 in jeder Lagereinheit 204A bis 204D aus Lagerstahl gefertigt.
  • Bei dieser Mehrreihenschrägkugellager-Anordnung 204 sind die mittleren zwei Lagereinheiten 204B und 204C axial positioniert innerhalb der Baugruppe und haben einen äußeren Durchmesser, der kleiner ist als der äußere Durchmesser der axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D. Der Unterschied im äußeren Durchmesser zwischen den mittleren zwei Lagereinheiten 204B und 204C und den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D ist so gewählt, dass er in einem Bereich zwischen 5 und 20 μm liegt.
  • In dem zehnten Ausführungsbeispiel, das nun diskutiert wird, sind die entsprechenden Kontaktwinkel θ2 und θ3 in den mittleren zwei Lagereinheiten 204B und 204C, die axial innerhalb der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204 positioniert sind, so gewählt, dass sie kleiner sind als die entsprechenden Kontaktwinkel 81 und θ4 in den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D, also θ2 (= θ3) < 81 (= θ4). Der Unterschied in den Kontaktwinkeln zwischen den mittleren beiden Lagereinheiten 204B und 204C und den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D liegt in einem Bereich zwischen 3 und 5°.
  • Es ist zu beachten, dass dort, wo die unterschiedlichen Kontaktwinkel, wie oben diskutiert, eingesetzt werden sollen, die Lagereinheiten 204A bis 204D den gleichen Außendurchmesser haben können.
  • Gemäß dem zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Anstieg der Lagervorspannung während des Hochgeschwindigkeitsbetriebes der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe mit Vorteil minimiert werden, um dabei die Entstehung von Wärme von dieser Lagerbaugruppe zu minimieren, da die Wälzelemente 223, die in den vorderen beiden Lagereinheiten 204A und 204B der die vordere Lagerbaugruppe bildenden Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204 angeordnet sind und die dazu neigen, stark mit Prozesslast beansprucht zu werden, aus keramischem Material gefertigt sind, welches ein geringes Gewicht aufweist und einen kleinen Längenausdehnungsbeiwert aufweist.
  • Als Folge ist es möglich, den Verschleiß der Prozessgenauigkeit und Reibverschweißung zu verhindern, die aus einer Verlängerung der Werkzeugmaschine unter dem Einfluss von Hitze resultiert und auch das mögliche Auftreten von Verschleiß und Schmierfehlern aufgrund von Hitze zu minimieren. Weiterhin ist der Gebrauch von keramischem Material als Material für die Wälzelemente 223, wie zuvor diskutiert, geeignet, um die Reduzierung der Genauigkeit der Lagerbaugruppe zu minimieren. Da die Lagereinheiten 204 und 204B, deren Reibungsverschleiß reduziert ist, benutzt werden zum drehbaren Lagern des vorderen Endteils der Werkzeugmaschinenspindel 203, ist der Effekt der Aufrechterhaltung der Prozessgenauigkeit durch Minimierung der Reduzierung der Genauigkeit in der Tat überragend.
  • Auch kann ein unerwünschter Anstieg von Kosten niedrig gehalten werden, wenn die Wälzelemente 223 und 223A, die eingesetzt werden in allen Lagereinheiten 204A bis 204D und die Teile der Mehrrollenschrägkugellager-Baugruppe 204 bil den, nicht aus keramischem Material gefertigt sind, sondern nur die Wälzelemente, die in jedem der vorderen Lagereinheiten 204A und 204B eingesetzt sind, aus keramischem Material gefertigt sind.
  • Da in dem zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel die vordefinierte Vorspannung an die Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 205 angelegt ist, die die hintere Lagerbaugruppe bildet, in eine Richtung rückwärtig von der Werkzeugmaschinenspindel 203, wird die Werkzeugmaschinenspindel 5 zurückgezogen mit einer Last, die der vordefinierten Vorspannung entspricht und diese Vorspannung wiederum beansprucht die vorderen Lagereinheiten 204A und 204B der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204, die die vordere Lagerbaugruppe bildet, was zu einer Zunahme der Hitzeentwicklung in der Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204 führt. Dennoch, da die entsprechenden Wälzelemente 223 der vorderen beiden Lagereinheiten 204A und 204B der Mehrreihenschrägkugellageranordnung 204 aus keramischem Material gefertigt sind, wie zuvor beschrieben, kann die Entstehung von Hitze ausreichend unterdrückt werden.
  • In dem zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel ist die Mehrrollenschrägkugellager-Baugruppe 204, die die vordere Lagerbaugruppe bildet, mit einer Vorspannung beaufschlagt. Jedoch, da der äußere Durchmesser von jeder der axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C kleiner gewählt ist als von jeder der axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D, ist der Abstand zwischen den äußeren Lagerringen 223 und der inneren Umfangsoberfläche des Lagergehäuses 202 größer in jedem der axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C als in den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D. Aus diesem Grund ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit eines Blockierens in dem Spalt in den axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C zu verringern, wenn die Lagertemperatur ansteigt und daher die Erzeugung von Hitze durch Niedrighalten der Zunahme der Lagervorspannung minimiert werden kann. Da der Spalt, auf den oben Bezug genommen wur de, nicht zunimmt in den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204B, gibt es keine Möglichkeit, dass die Neigung der Werkzeugmaschinenspindel zunimmt, wodurch die Genauigkeit der Werkzeugmaschinenspindel mit Vorteil sichergestellt werden kann.
  • Obwohl die Lagereinheiten 204B und 204C einen äußeren Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der der Lagereinheiten 204A und 204D, können die axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D im Gegensatz zu den axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C, die inneren Laufringe 221, die Wälzelemente 223, die Wälzelemente 223A und die Käfige 224 gleich ausgebildet werden mit den gleichen Spezifikationen, insbesondere kann eine Zunahme der Kosten niedrig gehalten werden durch Vermeidung unnötiger Kosten für zusätzliche Bauteile.
  • Weiterhin ist es mit dem zehnten, zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, die Wahrscheinlichkeit eines Blockierens zu reduzieren, das in dem Spalt in den axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C durch Zunahme der Lagertemperatur auftreten würde, da die Mehrreihenschrägkugellager-Baugruppe 204, die die vordere Lagerbaugruppe bildet, mit einer Vorspannung beaufschlagt wird durch Pressen der inneren Laufringe 221 in axiale Richtung und dadurch, dass die Kontaktwinkel θ2 und θ3 in den axial inneren Lagereinheiten 204B und 204C kleiner sind als die Kontaktwinkel θ1 und θ4 in den axial äußeren Lagereinheiten 204A und 204D, wodurch die Zunahme der Lagervorspannung minimiert wird, um die Erzeugung von Hitze zu minimieren.
  • Während bei dem oben beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel die Lagerbaugruppe mit der im Zusammenhang mit dem neunten oder achten Ausführungsbeispiel beschriebenen Bauweise als vordere Lagerbaugruppe eingesetzt wurde, kann die vorliegende Erfindung genauso verwirklicht werden, wenn die vordere Lagerbaugruppe nicht als Vierreihenschrägkugellager-Baugruppe ausgebildet ist, bei der der Betrag der Vor spannung der inneren beiden Lagereinheiten so gewählt ist, dass er unterschiedlich ist von dem Betrag der Vorspannung der äußeren zwei Lagereinheiten. Daher kann das oben vollständig beschriebene zehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gleichwertig ausgeführt werden in den folgenden Betriebsarten (1) bis (7).
  • Betriebsart (1):
  • Eine Lagerbaugruppe zum drehenden Lagern einer Werkzeugmaschinenspindel mit einer vorderen Lagerbaugruppe und einer hinteren Lagerbaugruppe, wobei die vordere mit der hinteren Lagerbaugruppe zusammenwirkt, um die Werkzeugmaschinenspindel drehend zu lagern, wobei die vordere Lagerbaugruppe vordere und hintere Lagereinheiten umfasst, die ihre eigenen Kontaktwinkel aufweisen und angeordnet sind in einer Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander und wobei nur die vordere Lagereinheit der vorderen Lagerbaugruppe eine ringförmige Reihe von Wälzelementen aus keramischem Material aufweist.
  • Betriebsart (2):
  • In der unter der Betriebsart (1) definierten Lagerbaugruppe ist die hintere Lagerbaugruppe von einem Typ, bei der eine Positionierungsvorspannung angelegt ist in eine rückwärtige Richtung der Werkzeugmaschinenspindel.
  • Betriebsart (3):
  • In der in der Betriebsart (1) definierten Lagerbaugruppe ist die vordere Lagerbaugruppe in der Form einer Schrägkugellageranordnung ausgebildet.
  • Betriebsart (4):
  • In der in der Betriebsart (3) definierten Lagerbaugruppe beträgt die Anzahl der Lagereinheiten in der vorderen La gerbaugruppe drei oder mehr und eine Vorspannung ist angelegt an die vordere Lagerbaugruppe, wobei die vordere Lagerbaugruppe von einem Aufbau ist, in den eine axiale innere Lagereinheit einen äußeren Durchmesser hat, der kleiner ist als der der axial äußeren Lagereinheiten.
  • Betriebsart (5):
  • In der in der Betriebsart (4) definierten Lagerbaugruppe liegt der Unterschied im äußeren Durchmesser zwischen der axial inneren Lagereinheit und den axial äußeren Lagereinheiten in einem Bereich zwischen 5 bis 20 μm.
  • Betriebsart (6):
  • In der in der Betriebsart (4) definierten Lagerbaugruppe hat die vordere Lagerbaugruppe Lagereinheiten, an die eine Vorspannung angelegt ist durch Pressen von inneren Laufringen in axialer Richtung und wobei der Kontaktwinkel in der axial inneren Lagereinheit kleiner ist als in den axial äußeren Lagereinheiten.
  • Betriebsart (7):
  • In der in Betriebsart (6) definierten Lagerbaugruppe liegt der Unterschied im Kontaktwinkel zwischen den axial äußeren Lagereinheiten und der axial inneren Lagereinheit in einem Bereich zwischen 3 und 5°.

Claims (10)

  1. Eine Wälzlagerbaugruppe, aufweisend drei oder mehr Lagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, die angeordnet sind, um ein übliches Wellenteil drehend zu lagern, wobei die Wälzlagereinheiten axial in einer Linie in einer asymmetrischen Konfiguration angeordnet sind, in der die Anzahl der Lagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine positive Richtung orientiert ist, unterschiedlich ist von der Anzahl der Wälzlagereinheiten mit einem Kontaktwinkel, der in eine negative Richtung orientiert ist, die der positiven Richtung entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheiten desselben Lagertyps aber mit unterschiedlichen Lagerspezifikationen einander entgegengerichtet sind, oder dass die Wälzlagereinheiten unterschiedlichen Lagertyps einander gegengerichtet sind.
  2. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheiten in einer kleineren-Anzahl-Lagergruppe eine axiale Steifigkeit aufweisen, die größer ist als die axiale Steifigkeit der Wälzlagereinheiten in einer größeren-Anzahl-Lagergruppe.
  3. Lagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Wälzlagereinheiten Schrägkugellager (Radialschräglager) sind.
  4. Wälzlagerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Wellenlagerbaugruppe eingesetzt ist,
  5. Schrägkugellagerbaugruppe mit vier Lagereinheiten, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Vorspannung an den inneren beiden Lagereinheiten unterschiedlich ist von dem Betrag der Vorspannung der äußeren beiden Lagereinheiten.
  6. Schrägkugellagerbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren zwei Lagereinheiten in einer Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander angeordnet sind, und dass jede der äußeren beiden Lagereinheiten einen Kontaktwinkel aufweist, der in die gleiche Richtung orientiert ist wie der Kontaktwinkel der benachbarten inneren Lagereinheit.
  7. Schrägkugellagerbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Vorspannung an den inneren beiden Lagereinheiten kleiner ist als der Betrag der Vorspannung an den äußeren beiden Lagereinheiten.
  8. Schrägkugellagerbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Festsetzen der Vorspannung durch Schleifen der Endflächen der Lagerlaufringteile durchführbar ist.
  9. Schrägkugellagerbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Festsetzung der Vorspannung durch Schleifen der Endflächen von Abstandhaltern, die zusammen mit den Lagereinheiten gruppiert sind, durchführbar ist.
  10. Lagerbaugruppe zum Lagern einer Werkzeugmaschinenspindel, die eine vordere und eine hintere Lagerbaugruppe aufweist, wobei die hintere Lagerbaugruppe mit der vorderen Lagerbaugruppe zusammenwirkt, um die Werkzeugmaschinenspindel drehend zu lagern, wobei die vordere Lagerbaugruppe vordere und hintere Lagereinheiten mit jeweils einen eigenen Kontaktwinkel umfasst, wobei die Lagereinheiten in einer Rücken-an-Rücken-Beziehung zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerbaugruppe gemäß Anspruch 5 als vordere Lagerbaugruppe eingesetzt ist, und dass nur die vorderen Lagereinheiten der vorderen Lagerbaugruppe ringförmige Reihen von Wälzelementen, hergestellt aus keramischem Material, aufweisen.
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