DE102020119564A1

DE102020119564A1 - Spindellager

Info

Publication number: DE102020119564A1
Application number: DE102020119564.8A
Authority: DE
Inventors: Jan Georgi
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Spindellager (3) für eine drehbar an einem Maschinenteil (2) lagerbare Gewindespindel (1), mit einem spindelseitigen inneren Lagerring (4), und mit einem maschinenteilseitigen äußeren Lagerring (5), und mit Wälzkörpern (12, 13), die an Laufbahnen (14, 15, 16, 17, 18) der Lagerringe (4, 5) abwälzen, und mit einer auf ein spindelseitiges Gewinde (7) aufschraubbaren Sicherungsmutter (8) zur Sicherung einer eingestellten Lage des Spindellagers (3). Die Sicherungsmutter (8) und der innere Lagerring (4) sind einstückig miteinander verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spindellager, insbesondere für eine drehbar an einem Maschinenteil lagerbare Gewindespindel.
Aus DE19504919 A1 ist ein Spindellager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Dieses Spindellager weist einen inneren Lagerring, einen äußeren Lagerring, sowie Wälzkörper auf, die an Laufbahnen der Lagerringe abwälzen. Ferner ist eine auf ein spindelseitiges Gewinde aufgeschraubte Sicherungsmutter vorgesehen, die eine eingestellte axiale Lage des Spindellagers sichert. In diesem Fall ist die Sicherungsmutter gegen den inneren Lagerring angestellt.
Zu diesem Zweck werden die Lagerringe mit den Wälzkörpern montiert und anschließend wird die Sicherungsmutter auf das spindelseitige Gewinde soweit aufgeschraubt, bis ein gewünschtes Lagerspiel eingestellt ist. Schließlich wird die Sicherungsmutter auf dem Gewinde festgesetzt.
Problematisch kann es sein, wenn die einander zugewandten stirnseitigen Planflächen der Sicherungsmutter und des inneren Lagerrings mit Formfehlern behaftet sind, also nicht einwandfrei plan aneinander anliegen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Spindellager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, das eine vereinfachte Montage ermöglicht.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch das Spindellager gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Spindellager ist für eine drehbar an einem Maschinenteil lagerbare Gewindespindel vorgesehen. Eine Anwendung kann eine Werkzeugmaschine sein, an deren gestellfesten Maschinenteil die Gewindespindel mittels des Spindellagers drehbar gelagert ist. Die drehangetriebene Gewindespindel kann in dieser Anwendung Teil eines Gewindetriebes sein, der eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt. Eine Spindelmutter des Gewindetriebs kann beispielsweise mit einem Schlitten verbunden sein, der gegenüber dem gestellfesten Maschinenteil verfahren wird.
Das Spindellager ist mit einem spindelseitigen inneren Lagerring, und mit einem maschinenteilseitigen äußeren Lagerring versehen. Wälzkörper wälzen an Laufbahnen der Lagerringe ab. Die Lagerringe können Kugelrillen oder plane Laufbahnen aufweisen. Vorzugsweise sind die Wälzkörper Rollen, die an planen Laufbahnen abwälzen, die vorzugsweise quer zur Rotationachse der Gewindespindel angeordnet sind. In diesem Fall ist dieses Lager als Axialrollenlager ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Spindellager als kombiniertes Axial-/Radialwälzlager ausgeführt, mit einem zwischen der Sicherungsmutter und einer spindelseitigen Lagerhülse angeordneten maschinenteilseitigen Lagerflansch, und mit zwei Axiallager-Rollenkränzen, von denen der eine Axiallager-Rollenkranz zwischen der spindelseitigen Lagerhülse und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch und von denen der andere Axiallager-Rollenkranz zwischen der Sicherungsmutter und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch angeordnet ist. Eine radiale Lagerung der Gewindespindel kann über ein Radialwälzlager erfolgen, das einen Radiallager-Nadelkranz aufweist, der zwischen dem maschinenteilseitigen Lagerflansch und der Spindel angeordnet ist. In dem beschriebenen Beispiel ist der maschinenteilseitige äußere Lagerring durch den Lagerflansch gebildet, der an ein Anschlußteil angeschraubt werden kann.
Der maschinenteilseitige Lagerflansch und die spindelseitige Lagerhülse sowie der innere Lagerring sind vorzugsweise mit Axiallager-Laufbahnen für die Axiallager-Rollenkränze versehen. Der maschinenteilseitige Lagerflansch sowie eine spindelseitige Hülse weisen vorzugsweise Radiallager-Laufbahnen für den Radiallager-Nadelkranz auf.
Ferner ist eine auf ein spindelseitiges Gewinde aufschraubbare Sicherungsmutter vorgesehen zur Sicherung einer eingestellten Lage des Spindellagers. Zur Sicherung kann ein Klemmelement vorgesehen sein, dass die Sicherungsmutter auf dem spindelseitigen Gewinde festsetzt.
Die Sicherungsmutter und der innere Lagerring sind einstückig miteinander verbunden. Auf diese Weise ist die Anzahl der Bauteile des Spindellagers reduziert. Ferner ist die Montage vereinfacht; denn die mit dem inneren Lagerring einstückig ausgeführte Sicherungsmutter kann als ein Bauteil auf das Gewinde aufgeschraubt und nach Einstellen eines gewünschten Lagerspiels oder einer Vorspannung gesichert werden.
Es sind weniger Funktionsflächen zu bearbeiten, denn durch die einstückige Verbindung entfallen die planen aneinander anliegenden Stirnflächen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Die Wärmeabfuhr aus dem Lager ist durch die einstückige Verbindung verbessert. Die Sicherungsmutter kann beispielsweise mit Kühlrippen versehen sein.
Vorzugsweise ist die einstückige Verbindung der Sicherungsmutter und des inneren Lagerrings in einem radial mittleren Abschnitt als um die Spindelachse umlaufend ausgebildeter Steg ausgeführt. Der Steg kann radial außen von einer umlaufend ausgebildeten Außennut und radial innen von einer umlaufend ausgebildeten Innennut begrenzt sein. Diese Nuten können als Einstiche ausgeführt sein. Wenn beispielsweise ein rotationssymmetrisches Bauteil spangebend auf eine Drehmaschine bearbeitet wird, können die erwähnten Nuten als Einstich gedreht werden, die zur einen axialen Seite hin von der Sicherungsmutter und zur anderen axialen Seite von dem Innenring begrenzt sind. Die Nuten können die Laufruhe des Spindellagers verbessern.
Eine Gewindetrieblagerung umfasst eine Gewindespindel, die an dem Maschinenteil mittels des beschriebenen Spindellagers drehbar gelagert ist. Auf das spindelseitige Gewinde ist die Sicherungsmutter mit dem einstückig verbundenen inneren Lagerring aufgeschraubt, die gegen den maschinenteilseitigen äußeren Lagerring angestellt ist, der als Lagerflansch ausgeführt sein kann. Der Lagerflansch kann an das Maschinenteil angeschraubt werden kann. Die drehangetriebene Gewindespindel kann Teil eines Gewindetriebes ist, der eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Figur abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Gewindetrieblagerung mit einer Gewindespindel 1, die an einem Maschinenteil 2 mittels eines Spindellagers 3 drehbar gelagert ist. Die drehangetriebene Gewindespindel 1 ist Teil eines nicht weiter abgebildeten Gewindetriebes, der eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt.
Das Spindellager 3 ist mit einem spindelseitigen inneren Lagerring 4 versehen, und mit einem maschinenteilseitigen äußeren Lagerring 5, der in diesem Beispiel als Lagerflansch 6 ausgeführt ist, der mit dem Maschinenteil 2 verschraubt ist.
Das Spindellager 3 ist mit einer auf ein spindelseitiges Gewinde 7 aufgeschraubten Sicherungsmutter 8 zur Sicherung einer eingestellten axialen Lage des Spindellagers 3 versehen. Die Sicherungsmutter 8 und der innere Lagerring 4 sind einstückig miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist die einstückige Verbindung in einem radial mittleren Abschnitt als um die Spindelachse umlaufend ausgebildeter Steg 9 ausgeführt, der radial außen von einer umlaufend ausgebildeten Außennut 10 und der radial innen von einer umlaufend ausgebildeten Innennut 11 begrenzt ist. Diese Nuten sind im Ausführungsbeispiel Einstiche. Die Nuten können in einer ebenfalls unter die Erfindung fallenden Variante entfallen.
Das Spindellager 3 umfasst Sätze von Wälzkörpern 12, 13, die an Laufbahnen 14, 15, 16, 17, 18 abwälzen.
Das Spindellager 3 ist als kombiniertes Axial-/Radialwälzlager ausgeführt, mit dem zwischen dem inneren Lagerring 4 und einer spindelseitigen Lagerhülse 19 angeordneten maschinenteilseitigen Lagerflansch 6, und mit zwei Axiallager-Rollenkränzen 20, die mit den als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern 12 gebildet sind. Der eine Axiallager-Rollenkranz 20 ist zwischen der spindelseitigen Lagerhülse 19 und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch 6 und der andere Axiallager-Rollenkranz 20 ist zwischen dem inneren Lagerring 4 und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch 6 angeordnet.
Ferner umfasst das Spindellager 3 einen Radiallager-Nadelkranz 21, der zwischen dem maschinenteilseitigen Lagerflansch 6 und der Gewindespindel 1 angeordnet ist.
Der Radiallager-Nadelkranz 21 ist mit den als Nadeln ausgebildeten Wälzkörpern 13 gebildet.
Der maschinenteilseitige Lagerflansch 6, sowie die spindelseitige Lagerhülse 19, sowie der innere Lagerring 4 sind an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit planen Axiallager-Laufbahnen 22, 23, 24 für die Axiallager-Rollenkränze 20 versehen. Im Ausführungsbeispiel sind die planen Axiallager-Laufbahnen 22, 23, 24 durch die Laufbahnen 16, 17, 18 gebildet. Der maschinenteilseitige Lagerflansch 6 sowie eine spindelseitige Hülse 25 sind mit Radiallager-Laufbahnen 26, 27 für den Radiallager-Nadelkranz 21 versehen. Im Ausführungsbeispiel sind die Radiallager-Laufbahnen 26, 27 durch die Laufbahnen 14, 15 gebildet.
Die auf das spindelseitige Gewinde 7 aufgeschraubte Sicherungsmutter 8 wird mit dem einstückig verbundenen inneren Lagerring 4 soweit in Richtung auf das Spindellager 3 geschraubt, bis ein geünschtes Lagerspiel eingestellt ist. In dieser Lage wird die Sicherungsmutter 8 auf der Gewindespindel 1 gesichert. Zu diesem Zweck ist eine Stiftschraube 28 in eine quer zur Spindelachse angeordnete Gewindebohrung 30 der Sicherungsmutter 8 eingeschraubt, die ein Klemmstück 29 gegen das Gewinde 7 andrückt.
Das Spindellager ist spindelseitig axial gesichert, einerseits durch die Sicherungsmutter 8, andererseits durch einen an der Gewindespindel 1 ausgebildeten Radialbord 31. Das Spindellager ist maschinenteilseitig axial gesichert durch die Verschraubung mit dem Maschinenteil 2.
Bezugszeichenliste

1: Gewindespindel
2: Maschinenteil
3: Spindellager
4: innerer Lagerring
5: äußerer Lagerring
6: Lagerflansch
7: spindelseitiges Gewinde 7
8: Sicherungsmutter 8
9: Steg
10: Außennut
11: Innennut
12: Wälzkörper
13: Wälzkörper
14: Laufbahn
15: Laufbahn
16: Laufbahn
17: Laufbahn
18: Laufbahn
19: spindelseitige Lagerhülse
20: Axiallager-Rollenkranz
21: Radiallager-Nadelkranz
22: plane Axiallager-Laufbahn
23: plane Axiallager-Laufbahn
24: plane Axiallager-Laufbahn
25: Hülse
26: Radiallager-Laufbahn
27: Radiallager-Laufbahn
28: Stiftschraube
29: Klemmstück
30: Gewindebohrung
31: Radialbord

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19504919 A1 [0002]

Claims

Spindellager (3) für eine drehbar an einem Maschinenteil (2) lagerbare Gewindespindel (1), mit einem spindelseitigen inneren Lagerring (4), und mit einem maschinenteilseitigen äußeren Lagerring (5), und mit Wälzkörpern (12, 13), die an Laufbahnen (14, 15, 16, 17, 18) der Lagerringe (4, 5) abwälzen, und mit einer auf ein spindelseitiges Gewinde (7) aufschraubbaren Sicherungsmutter (8) zur Sicherung einer eingestellten Lage des Spindellagers (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmutter (8) und der innere Lagerring (4) einstückig miteinander verbunden sind.
Spindellager (3) nach Anspruch 1, dessen einstückige Verbindung in einem radial mittleren Abschnitt als um die Spindelachse umlaufend ausgebildeter Steg (9) ausgeführt ist, der radial außen von einer umlaufend ausgebildeten Außennut (10) und der radial innen von einer umlaufend ausgebildeten Innennut (11) begrenzt ist.
Spindellager (3) nach Anspruch 1 oder 2, das als kombiniertes Axial-/Radialwälzlager ausgeführt ist, mit einem zwischen der Sicherungsmutter (8) und einer spindelseitigen Lagerhülse (19) angeordneten maschinenteilseitigen Lagerflansch (6), und mit zwei Axiallager-Rollenkränzen (20), von denen der eine Axiallager-Rollenkranz (20) zwischen der spindelseitigen Lagerhülse (19) und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch (6) und von denen der andere Axiallager-Rollenkranz (20) zwischen dem inneren Lagerring (4) und dem maschinenteilseitigen Lagerflansch (6) angeordnet ist, und mit einem Radiallager-Nadelkranz (21), der zwischen dem maschinenteilseitigen Lagerflansch (6) und der Gewindespindel (1) angeordnet ist.
Spindellager (3) nach Anspruch 3, dessen maschinenteilseitiger Lagerflansch (6), sowie die spindelseitige Lagerhülse (19) sowie der innere Lagerring (4) mit Axiallager-Laufbahnen (22, 23, 24) für die Axiallager-Rollenkränze (20) versehen ist, und deren maschinenteilseitiger Lagerflansch (6) sowie eine spindelseitige Hülse (25) Radiallager-Laufbahnen (26, 27) für den Radiallager-Nadelkranz (21) aufweist.
Gewindetrieblagerung mit einer Gewindespindel (1), die an dem Maschinenteil (2) mittels des Spindellagers (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 drehbar gelagert ist, mit der auf das spindelseitige Gewinde (7) aufgeschraubten Sicherungsmutter (8).
Gewindetrieblagerung nach Anspruch 5, deren drehangetriebene Gewindespindel (1) Teil eines Gewindetriebes ist, der eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umwandelt.