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Querverweis auf die verwandte
Anmeldung
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Diese
Anmeldung beruht auf und beansprucht Unions-Priorität gegenüber
der
Japanischen Patentanmeldung
Nr. 2007-289863 , eingereicht am 7. November 2007, deren
gesamte Offenbarung hierin zum Zwecke der Bezugnahme als ein Teil
dieser Anmeldung zitiert wird.
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Abstandshaltern einer Art, die in einer Spindelvorrichtung verwendet
wird, wobei eine Hauptwelle drehbar von mehreren Lagereinheiten
gehalten wird und Innen- und Außenring-Abstandshalter zwischen
den benachbarten Lagereinheiten angeordnet sind.
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Stand der Technik
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In
der Werkzeugmaschine weist die Spindelvorrichtung, die in einer
solchen Werkzeugmaschine verwendet wird, eine Struktur auf, in der
eine Hauptwellenvorderendseite relativ zu einem Spindelgehäuse
durch eine Wälzlagereinheit einer radialen Art gehalten
wird, die eine axiale Last aufnehmen kann, und Innen- und Außenring-Abstandshalter
nahe der Wälzlagereinheit bereitgestellt sind. An der Vorderendseite
der Hauptwelle ist eine Spannvorrichtung, die in der Werkzeugmaschine
verwendet wird, lösbar durch ein Spannzangenfutter montiert.
Die Spannvorrichtung, die durch das Spannzangenfutter eingespannt
ist, wird durch eine Spannfutterzugstange gelöst. Das in
der Folge angeführte Patent, Dokument 1, offenbart eine
Technik, die mit Einspannen und Ausspannen der Werkzeugmaschine
mit Hilfe der Spannfutterzugstange und dem betriebsbereit damit verbundenen
Spannfutter zusammenhängt.
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In
Bezug auf diese Art von Spindelvorrichtung für die Werkzeugmaschine
hat die Antragstellerin der vorliegenden Erfindung ein solches Produkt masseproduziert
und vertrieben, dass, sollte die Ausspannkraft relativ zu der Einspannkraft
des Spannfutters eine zulässige axiale Last der Wälzlagereinheit überschreiten,
ein Teil der axialen Last, der die zulässige axiale Last überschreitet,
von Abstandshaltern aufgenommen werden kann, die nahe der Wälzlagereinheit
bereitgestellt sind. Durch Verwenden dieser Struktur besteht selbst
bei der Spindelvorrichtung der Werkzeugmaschine, in der eine große
Ausspannkraft wirkt, keine Notwendigkeit, entweder eine größere Lagereinheit
oder eine speziell konstruierte Lagereinheit zur Aufnahme der großen
Ausspannkraft zu verwenden, und die Spindelvorrichtung kann mit
einer kompakten Größe und bei verringerten Kosten
hergestellt werden.
- [Patent Dokument 1] JP Patent Nr. 3415211
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5 ist
eine Schnittansicht, die eine Wälzlageranordnung, die in
der Spindelvorrichtung verwendet wird, und ihre Peripherie gemäß dem
Produkt der oben erwähnten Antragstellerin zeigt. Ein Paar Wälzlagereinheiten 3 und 3 sind
an einem äußeren Umfang einer Hauptwelle 1 montiert
und liegen in eine axiale Richtung derselben nebeneinander, und ein
Innenring-Abstandshalter 4 und ein Außenring-Abstandshalter 5 sind
zwischen den Wälzlagereinheiten 3 und 3 eingefügt.
Der Innenring-Abstandshalter 4 und der Außenring-Abstandshalter 5 sind
mit Last tragenden Abschnitten 4b beziehungsweise 5c bereitgestellt,
die so angeordnet sind, dass sie einander in der axialen Richtung
mit einem dazwischen liegenden Spalt δ gegenüber
liegen. Wenn die axiale Last, die die zulässige axiale
Last überschreitet, auf die Wälzlagereinheiten 3 wirkt,
werden durch die Wirkung der Ausspannkraft P oder dergleichen, die
auf die Hauptwelle 1 wirkt, Innen- und Außenringe 3a und 3b jeder
der Wälzlagereinheiten 3 axial relativ zueinander
verschoben. Wenn eine solche Verschiebung in einem Ausmaß stattfindet,
das einen vorbestimmten Wert überschreitet, werden der
Last tragende Abschnitt 4b in dem Innenring-Abstandshalter 4 und
der Last tragende Abschnitt 5c in dem Außenring- Abstandshalter 5 miteinander
in Kontakt gebracht, so dass die axiale Last, die die zulässige
axiale Last überschreitet, von den Last tragenden Abschnitten 4b und 5c aufgenommen
werden kann. Aus diesem Grund genügen Wälzlagereinheiten 3,
wenn die zulässige axiale Last während der Bearbeitung gesichert
werden kann.
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Da
die axiale Verschiebung der Innen- und Außenringe 3a und 3b jedes
der Wälzelemente 3 erheblich von der Bearbeitungsgenauigkeit
oder dergleichen einer Werkzeugmaschine abhängt, hat sich jedoch
gezeigt, dass, wenn die Spindelvorrichtung wie hierin zuvor beschrieben
konstruiert ist, es notwendig ist, die Dimensionspräzision
des Spalts δ, der zwischen den Innen- und Außenring-Abstandshaltern 4 und 5 begrenzt
ist, streng zu kontrollieren, wodurch die zuvor beschriebene Verschiebung
reguliert wird. Zur Sicherung des Spalts δ mit hoher Dimensionspräzision
muss eine Bearbeitung durchgeführt werden, während
die Dimensionen sowohl des Innenring-Abstandshalters 4 wie
auch des Außenring-Abstandshalters 5 gelegentlich
gemessen werden, gefolgt von einem Einstellungsprozess, der zum Sichern
des erforderlichen Spalts δ durchgeführt wird.
Aus diesem Grund ist die Herstellung des Innenring-Abstandshalters 4 und
des Außenring-Abstandshalters 5 schwierig und
mit einem Problem verbunden, dass mit einem wesentlichen Arbeitsaufwand
bei der Bearbeitung und wesentlichen Kosten verbunden ist.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Abstandshalterherstellungsverfahrens, das imstande ist, exakt, leicht
und kostengünstig Abstandshalter herzustellen, die in einer Spindelvorrichtung
verwendet werden, wobei weder eine große Lagereinheit noch
eine Lagereinheit einer speziell konstruierten Art zum Aufnehmen
einer Ausspannkraft erforderlich ist, selbst in einer Spindelvorrichtung
für eine Werkzeugmaschine, in der eine große Ausspannkraft
wirkt.
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Das
Verfahren zur Herstellung von Abstandshaltern für die Spindelvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung von Abstandshaltern für eine Spindelvorrichtung,
wobei in der Vorrichtung eine Hauptwelle einer Werkzeugmaschine
relativ zu einem Spindelgehäuse durch eine Wälzlagereinheit
einer radialen Art gehalten wird, die eine axiale Last aufnehmen
kann; Innen- und Außenring-Abstandshalter nahe den Wälzlagereinheiten
bereitgestellt sind; Last tragende Abschnitte in den Innen- beziehungsweise
Außenring-Abstandshaltern in einer Weise bereitgestellt
sind, dass sie einander in einer axialen Richtung mit einem dazwischen
liegenden Spalt gegenüber liegen; wobei der Spalt, der
zwischen den Last tragenden Abschnitten liegt, eine ausreichende
Größe aufweist, so dass der Last tragende Abschnitt
an der Seite des Innenring-Abstandshalters und der Last tragende
Abschnitt an der Seite des Außenring-Abstandshalters miteinander
in einem Zustand in Kontakt gebracht werden, in dem die Innen- und
Außenringe der Wälzlagereinheit in ihrer Position
um ein vorbestimmtes Ausmaß in die axiale Richtung durch
die Wirkung einer Last verschoben werden, die das Ergebnis einer axialen
Last ist, die auf die Hauptwelle wirkt; jeder der Innen- und Außenring-Abstandshalter
in zwei geteilte Abstandshaltersegmente entlang einer Teilungsfläche
geteilt ist, die sich in eine Richtung senkrecht zu der axialen
Richtung erstreckt und durch die Last tragenden Abschnitte verläuft;
das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment des Innenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment
des Außenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt
gleiche, axial gemessene Breiten haben, und das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment des
Innenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt und das
geteilte Außenring-Abstandshaltersegment des Außenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt gleiche, axial gemessene Breiten haben;
und die axial gemessenen Breiten der letztgenannten um ein Ausmaß,
das dem Spalt entspricht, länger sind als die axial gemessenen
Breiten der erstgenannten, wobei das Verfahren das simultane maschinelle
Bearbeiter des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments des Innenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt und des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des
Außenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt
enthält, so dass diese dieselben axial gemessenen Breiten
haben können, und in Verbindung damit das simultane maschinelle
Bearbeiten des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments des Innenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt und des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments
des Außenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt,
so dass diese dieselben axial gemessenen Breiten haben können,
wodurch die letztgenannten axial gemessenen Breiten um ein Ausmaß,
das dem Spalt entspricht, größer als die erstgenannten
axial gemessenen Breiten werden.
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Gemäß diesem
Abstandshalterherstellungsverfahren besteht weder die Notwendigkeit,
die jeweils axial gemessenen Breiten des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments
des Innenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt und des
geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des Außenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt spezifisch zu definieren, noch
die jeweils axial gemessenen Breiten des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments
des Innenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des Außenring-Abstandshalters,
ohne Last tragenden Abschnitt. Daher genügt es, die Differenz
zwischen diesen axial gemessenen Breiten zu kontrollieren, um einen
Wert zu erhalten, der mit dem erforderlichen Spalt übereinstimmt,
wobei die Bearbeitung und die Dimensionskontrolle einfach auszuführen sind
und die Vorteil im Sinne der Kosten erzielt werden kann.
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Da
jeder von dem Innenring-Abstandshalter und dem Außenring-Abstandshalter
entlang der Teilungsfläche, die senkrecht zu der axialen
Richtung liegt und durch den zugehörigen Last tragenden
Abschnitte verläuft, in zwei Abstandshaltersegmente geteilt
ist, wobei der Last tragende Abschnitt an einer Endfläche
des geteilten Abstandshaltersegments positioniert ist, kann auch
die Bearbeitung der Last tragenden Abschnitte leicht ausgeführt
werden. Diese Bearbeitung der Last tragenden Abschnitte kann gemeinsam
ausgeführt werden, wenn die jeweils axial gemessenen Breiten
des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments des Innenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt und des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments
des Außenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt
gleichförmig gestaltet werden sollen, und wenn die jeweils
axial gemessenen Breiten des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments
des Innenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des Außenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt gleichförmig gestaltet werden
sollen.
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In
der Ausführung des Abstandshalterherstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung kann die simultane Bearbeitung des geteilten
Innenring-Abstandshaltersegments des Innenring-Abstandshalters mit
dem Last tragenden Abschnitt und des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des
Außenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt,
so dass diese dieselbe axial gemessene Breite haben können,
und die simultane Bearbeitung des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments
des Innenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments des Außenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt, so dass diese dieselbe axial gemessene
Breite haben können, durch einen simultanen Schleifprozess
oder einen simultanen Schmiergelprozess ausgeführt werden. Der
simultane Schleifprozess ist ein Prozess zum simultanen Schleifen
einer Mehrzahl von zu verarbeitenden Objekten, während
der simultane Schmiergelprozess ein Prozess zum simultanen Schmiergeln einer
Mehrzahl von zu verarbeitenden Objekten ist.
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Wenn
für die Bearbeitung die simultane Bearbeitung verwendet
wird, können die jeweils axial gemessenen Breiten der geteilten
Abstandshaltersegmente jedes Satzes exakt und leicht gleichförmig gestaltet
werden.
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Wenn
die simultane Bearbeitung verwendet werden sollt, kann es ausreichend
sein, das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment des Innenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment
des Außenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt
wie auch das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment des Innenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment
des Außenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt
zu bearbeiten, während sie nebeneinander auf einer gemeinsamen
Oberfläche zur simultanen Bearbeitung liegen.
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Wenn
die zwei geteilten Abstandshaltersegmente bearbeitet werden, während
sie nebeneinander auf der gemeinsamen Oberfläche zur simultanen Bearbeitung
liegen, können die jeweils axial gemessenen Breiten dieser
geteilten Abstandshaltersegmente exakt gleichförmig gestaltet
werden und die Bearbeitungseffizienz wird hoch.
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In
der Ausführung des Abstandshalterherstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung werden, nachdem das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment
des Innenring-Abstandshalters mit dem Last tragenden Abschnitt und
das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment des Außenring-Abstandshalters
mit dem Last tragenden Abschnitt wie auch das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment des
Innenring-Abstandshalters ohne Last tragenden Abschnitt und das
geteilte Außenring-Abstandshaltersegment des Außenring-Abstandshalters
ohne Last tragenden Abschnitt so maschinell bearbeitet wurden, dass
sie dieselbe axial gemessene Breite haben, das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment
mit dem Last tragenden Abschnitt und das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment
ohne Last tragenden Abschnitt kombiniert, um den Innenring-Abstandshalter
bereitzustellen, und andererseits werden das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment
mit dem Last tragenden Abschnitt und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment
ohne Last tragenden Abschnitt kombiniert, um den Außenring-Abstandshalter
bereitzustellen.
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In
der Ausführung des Abstandshalterherstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung können der Innenring-Abstandshalter
und der Außenring-Abstandshalter zwischen einer Mehrzahl
von Wälzlagereinheiten eingefügt werden, die in
einem Verhältnis Rücken an Rücken zueinander
angeordnet sind.
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Im
Falle der Spindelvorrichtung einer Art, in der die Lagereinheiten
in einem Verhältnis Rücken an Rücken
zueinander angeordnet sind, kann die Aufnahme der axialen Last,
die aus der Ausspannkraft resultiert, aufgrund der Bereitstellung
der Last tragenden Abschnitte des Innenring-Abstandshalters und
der Seite des Außenring-Abstandshalters, die einander gegenüber
liegen, effektiv gezeigt werden.
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In
der Ausführung des Abstandshalterherstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung weist der Innenring-Abstandshalter einen
ringförmigen Fortsatz auf, der radial nach außen
von diesem absteht und koaxial mit einer Mitte des Abstandshalters ist,
und der Außenring-Abstandshalter hat einen ringförmigen
Fortsatz der radial nach innen von diesem absteht und koaxial mit
einer Mitte des Abstandshalters ist, wobei in diesem Fall die jeweiligen
Seitenflächen dieser ringförmigen Fortsätze
die Last tragenden Abschnitte in den Innen- und Außenring-Abstandshaltern
definieren können.
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In
der Ausführung des Abstandshalterherstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung kann der Außenring-Abstandshalter
eine Düse zum Zuleiten eines Schmieröls zu der
Wälzlagereinheit aufweisen.
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Wenn
der Außenring-Abstandshalter von einer Art ist, die mit
der Düse ausgestattet ist, stellt er eine Form dar, die
radial nach innen ragt, und daher kann die vorstehende Form gleichzeitig
in dem ringförmigen Fortsatz verwendet werden, der den
jeweiligen Last tragenden Abschnitt definiert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
jedem Fall wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung
ihrer bevorzugten Ausführungsformen verständlicher,
wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet
werden. Die Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen
jedoch nur dem Zwecke der Veranschaulichung und Erklärung
und sind in keiner Weise als Einschränkung des Umfangs
der vorliegenden Erfindung zu verstehen, wobei der Umfang durch
die beigefügten Ansprüche zu bestimmen ist. In
den beiliegenden Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen in den
einzelnen Ansichten zum Benennen gleicher Teile verwendet, und:
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1 ist
eine fragmentarische Schnittansicht, die eine Spindelvorrichtung
zeigt, die mit Abstandshaltern ausgestattet ist, die durch ein Abstandshalterherstellungsverfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind.
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2A und 2B sind
erklärende Diagramme, die das Verfahren zur Herstellung
der Abstandshalter für die Spindelvorrichtung zeigen;
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3 ist
ein erklärendes Diagramm, das ein anderes Verfahren zur
Herstellung der Abstandshalter für die Spindelvorrichtung
zeigt;
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4 ist
eine gesamte Schnittansicht, die die Spindelvorrichtung zeigt; und
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5 ist
eine fragmentarische Schnittansicht, die die bisher vorgeschlagene
Spindelvorrichtung zeigt.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Es
wird nun eine bevorzugte Ausführungsform einer Spindelvorrichtung,
die mit Abstandshalter ausgestattet ist, die gemäß einem
Abstandshalterherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt
sind, ausführlich insbesondere unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
Diese Spindelvorrichtung wird in einer Werkzeugmaschine verwendet
und enthält eine Hauptwelle 1, die mit Hilfe von
Wälzlagereinheiten 3 an jeweiligen Stellen, die axial
voneinander beabstandet sind, drehbar relativ zu einem Spindelgehäuse 2 gehalten
wird. Jede dieser Wälzlagereinheiten 3 ist eine
Lagereinheit vom radialen Typ und imstande, eine axiale Last aufzunehmen,
und wird in der Form eines einreihigen Schrägkugellagers
verwendet. Jede der jeweiligen Schrägkugellagereinheiten 3 ist
von einer Art, die einen Innenring 3a, einen Außenring 3b und
Kugeln 3c enthält. Die Kugeln 3c sind
Wälzelemente, die durch eine entsprechende Halterung (nicht
dargestellt) gehalten werden und zwischen dem Innenring 3a und dem
Außenring 3b eingesetzt sind. Diese Schrägkugellagereinheiten 3 sind
in einem Verhältnis Rücken an Rücken
zueinander angeordnet. Ein Innenring-Abstandshalter 4,
der an einer äußeren diametralen Oberfläche
der Hauptwelle 1 montiert ist, und ein Außenring-Abstandshalter 5,
der im Inneren einer inneren diametralen Oberfläche des
Spindelgehäuses 2 eingesetzt ist, sind axial zwischen
den Schrägkugellagereinheiten 3 und 3 angeordnet.
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Der
Innenring-Abstandshalter 4 ist entlang einer Teilungsfläche
F1, die senkrecht zu seiner axialen Richtung liegt, in zwei geteilte
Innenring-Abstandshaltersegmente 4A und 4B geteilt.
Eines der geteilten Innenring-Abstandshaltersegmente, zum Beispiel
das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4A (an einer
rechten Seite in der Darstellung in 1), ist
mit einem ringförmigen Fortsatz 4a gebildet, der
radial an einem axialen Ende neben dem anderen der geteilten Innenring-Abstandshaltersegmente,
das heißt, dem geteilten Innenring-Abstandshaltersegment 4B (an
einer linken Seite in der Darstellung in 1), nach
außen ragt. Ein Oberflächenabschnitt dieses ringförmigen
Fortsatzes 4a, der zu dem geteilten Innenring-Abstandshaltersegment 4B gerichtet
ist, liegt auf einer Verlängerung der Teilungsfläche
F1 und wird zu einem Last tragenden Abschnitt 4b an der
Seite des Innenring-Abstandshalters.
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Der
Außenring-Abstandshalter 5 ist entlang einer Teilungsfläche
F2, die senkrecht zu seiner axialen Richtung liegt, in zwei geteilte
Außenring-Abstandshaltersegmente 5A und 5B geteilt.
Diese Außenring-Abstandshaltersegmente 5A und 5B sind
mit jeweiligen ringförmigen Fortsätzen 5a und 5b gebildet,
die radial nach innen ragen. Diese ringförmigen Fortsätze 5a und 5b bilden
einen Fortsatz für den gesamten Außenring-Abstandshalter 5,
und der ringförmige Fortsatz 5a in einem dieser
geteilten Außenring-Abstandshaltersegmente, zum Beispiel
das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A (an
einer linken Seite in der Darstellung in 1), erstreckt sich über
im Wesentlichen den gesamten Bereich in die axiale Richtung des
geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5A.
Ein Oberflächenabschnitt des ringförmigen Fortsatzes 5a,
der zu dem geteilten Außenring-Abstandshaltersegment 5B gerichtet
ist, liegt auf einer Verlängerung der Teilungsfläche
F2 und wird zu einem Last tragenden Abschnitt 5c an der
Seite des Außenring-Abstandshalters.
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Der
Last tragende Abschnitt 4b an der Seite des Innenring-Abstandshalters
und der Last tragende Abschnitt 5c an der Seite des Außenring-Abstandshalters
liegen einander axial mit einem dazwischen liegenden Spalt δ gegenüber.
Der Spalt δ weist eine ausreichende Größe
auf, so dass der Last tragende Abschnitt 4b an der Seite
des Innenring-Abstandshalters und der Last tragende Abschnitt 5c an der
Seite des Außenring-Abstandshalters miteinander in einem
Zustand in Kontakt gebracht werden, in dem die Innen- und Außenringe 3a und 3b der
Wälzlagereinheit 3 in ihrer Position um ein vorbestimmtes Ausmaß in
die axiale Richtung durch die Wirkung der Last verschoben werden,
die aus der axialen Last resultiert, die auf die Hauptwelle 1 wirkt.
Das oben erwähnte vorbestimmte Ausmaß ist ein
Minimalwert des Ausmaßes der Verschiebung in der Position
des Innenringes 3a und des Außenringes 3b relativ
zueinander in die axiale Richtung, wenn eine Last von einem Wert
gleich oder größer der zulässigen axialen Last
auf die Wälzlagereinheit 3 wirkt, das heißt,
das Ausmaß der Verschiebung in der Position des Innenringes 3a und
des Außenringes 3b relativ zueinander in die axiale
Richtung, wenn eine Last, die gerade der zulässigen axialen
Last entspricht, auf die Wälzlagereinheit 3 wirkt.
Dieser Spalt δ kann zum Beispiel einen kleineren Wert als
jenen haben, solange die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c einander
nicht unter dem Einfluss einer Last in Kontakt gelangen, die zum Beispiel
während der Bearbeitung entsteht.
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Jedes
der geteilten Außenring-Abstandshaltersegmente 5A und 5B hat
eine darin definierte Düse 5d zum Zuleiten eines
Schmieröls in einen Lagerraum der zwischen dem Innenring 3a und
dem Außenring 3b benachbarter Wälzlagereinheiten 3 definiert
ist. Jede der drei Düsen 5d ist in ringförmigen Fortsätzen 5a beziehungsweise 5b bereitgestellt. Jede
der Düsen 5d steht mit einem Schmierölzuleitungskanal
(nicht dargestellt) in Verbindung, der im Inneren des Spindelgehäuses 2 definiert
ist, und daher werden Laufflächen der Schrägkugellagereinheiten 3 mit
einem Schmieröl geschmiert, das von den Düsen 5d zugeleitet
wird.
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In
Bezug auf die jeweiligen Breiten der geteilten Innenring-Abstandshaltersegmente 4A und 4B, gemessen
in die axiale Richtung, und jene der Außenring-Abstandshaltersegmente 5A und 5B,
ebenso gemessen in die axiale Richtung, gelten die folgenden Verhältnisse.
Mit anderen Worten, das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4A mit
dem Last tragenden Abschnitt 4b und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c haben gleiche axial gemessene Breiten
a und das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4B ohne
Last tragenden Abschnitt 4b und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5B mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c haben gleiche axial gemessene
Breiten b. Ebenso ist die axial gemessene Breite b des geteilten
Innenring-Abstandshaltersegments 4B ohne Last tragenden
Abschnitt 4b und jene des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5B ohne
Last tragenden Abschnitt 5c um ein Ausmaß, das
dem Spalt δ (d. h., b – a = δ) entspricht,
größer als die axial gemessene Breite a des geteilten
Innenring-Abstandshaltersegments 4A mit dem Last tragenden
Abschnitt 4b und jene des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5B mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c. Diese Verhältnisse
ergeben sich aus dem Verfahren zur Herstellung des Innenring-Abstandshalters 4 und
des Außenring-Abstandshalters 5.
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In
der Folge wird das Verfahren zur Herstellung des Innenring-Abstandshalters 4 und
des Außenring-Abstandshalters 5 besprochen.
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Das
geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4a mit dem Last
tragenden Abschnitt 4b und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c werden simultan maschinell
bearbeitet, so das sie die gleichen axial gemessenen Breiten a aufweisen.
Wie zum Beispiel in 2A dargestellt ist, wird durch
Ausführen der maschinellen Bearbeitung, während
das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4A und das
geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A auf
einer Fläche zur simultanen maschinellen Bearbeitung 20a in
der Form einer Schleif- und Polierfläche in einem Werkzeug 20,
wie zum Beispiel einem Schleifsteif, liegen, eine exakte und leichte
maschinelle Bearbeitung möglich. Dabei werden das geteilte
Innenring-Abstandshaltersegment 4B ohne Last tragenden Abschnitt 4b und
das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5B ohne
Last tragenden Abschnitt 5c simultan maschinell bearbeitet,
so dass sie die gleichen axial gemessenen Breiten b aufweisen. Wie
in dem zuvor beschriebenen Fall wird empfohlen, die maschinelle
Bearbeitung durchzuführen, während das geteilte
Innenring-Abstandshaltersegment 4B und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5B auf
gleiche Weise auf einer Fläche zur simultanen maschinellen
Bearbeitung 20a liegen, wie in 2B dargestellt
ist. Es ist empfohlen, diese maschinelle Bearbeitung durch derartiges
Steuern der maschinellen Bearbeitung auszuführen, dass
die axial gemessene Breite b um ein Ausmaß, das dem Spalt δ entspricht,
größer als die axial gemessene Breite a sein kann.
Das Verfahren, in dem diese simultane maschinelle Bearbeitung, die
in 2A und 2B dargestellt
ist, ausgeführt wird, ist ein simultaner Schleifprozess.
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Wenn
die axial gemessenen Breiten des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4A und des
geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5A oder
jene des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4B und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5B maschinell
zu bearbeiten sind, kann dies durch Einfügen eines Schleifbelags
zwischen der glatten Oberfläche 21a zur simultanen
maschinellen Bearbeitung in einer Halterung 21 und solchen geteilten
Abstandshaltersegmenten durchgeführt werden, so dass beide
relativ zueinander geschmiergelt werden können, wie in 3 dargestellt
ist. Es ist festzuhalten, dass 3 das geteilte
Innenring-Abstandshaltersegment 4A und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A zeigt,
die maschinell zu bearbeiten sind. Das simultane maschinelle Bearbeitungsverfahren,
das in 3 dargestellt ist, ist ein simultaner Schmiergelprozess.
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Nachdem
mit Hilfe der zuvor beschriebenen Methode das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4A mit
dem Last tragenden Abschnitt 4b und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c, wie auch das geteilte
Innenring-Abstandshaltersegment 4B ohne Last tragenden
Abschnitt 4b, und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5B ohne
Last tragenden Abschnitt 5c so maschinell bearbeitet wurden,
dass sie die gleichen axial gemessenen Breiten aufweisen, wie hierin
zuvor beschrieben wurde, werden das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4A mit dem
Last tragenden Abschnitt 4b und das geteilte Innenring-Abstandshaltersegment 4B ohne
Last tragenden Abschnitt 4b kombiniert, um den Innenring-Abstandshalter 4 bereitzustellen,
und andererseits werden das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5A mit
dem Last tragenden Abschnitt 5c und das geteilte Außenring-Abstandshaltersegment 5B ohne
Last tragenden Abschnitt 5c kombiniert, um den Außenring-Abstandshalter 5 bereitzustellen.
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Da
gemäß diesem Abstandshalterherstellungsverfahren
die axial gemessenen Breiten a des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4A und des
geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5A,
wie auch die axial gemessenen Breiten b des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4B und des
geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5B nicht
spezifisch definiert sind und nur notwendig ist, die axial gemessene
Breite a und die axial gemessene Breite b zu kontrollieren, um eine
Differenz zwischen diesen bereitzustellen, die mit einem Wert übereinstimmt,
der dem erforderlichen Spalt entspricht, sind die maschinelle Bearbeitung
und die Dimensionsmessung einfach und bieten im Sinne der Kosten
Vorteile. Die maschinelle Bearbeitung der zwei geteilten Abstandshaltersegmente 4A und 5A (auch
jene der geteilten Abstandshaltersegmente 4B und 5B),
so dass sie dieselben axial gemessenen Breiten aufweisen, kann exakt
und leicht durch die Anwendung des oben genannten simultanen maschinellen
Bearbeitungsprozesses durchgeführt werden.
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Da
auch der Innenring-Abstandshalter 4 und der Außenring-Abstandshalter 5 in
die zwei Segmente entlang der Teilungsfläche F1 beziehungsweise
F2 geteilt sind, die senkrecht zu der axialen Richtung liegen und über
die zugehörigen Last tragenden Abschnitte 4b und 5c verlaufen,
sind die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c auf
jeweiligen axialen Endflächen des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4A und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5A positioniert
und die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c können
daher leicht maschinell bearbeitet werden. Wie im Falle des vorangehenden Ausführungsform,
können zum Beispiel die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c simultan
durch maschinelle Bearbeitung des geteilten Innenring-Abstandshaltersegments 4A und
des geteilten Außenring-Abstandshaltersegments 5A so
bearbeitet werden, dass sie die gleichen axial gemessenen Breiten
aufweisen.
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Angesichts
des Vorhergesagten können der Innenring-Abstandshalter 4 und
der Außenring-Abstandshalter 5 exakt und leicht
maschinell bearbeitet und somit hergestellt werden, und die Herstellungskosten
dafür können somit gesenkt werden.
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In
der Spindelvorrichtung mit der zuvor beschriebenen Konstruktion
sind die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c,
die einander axial gegenüber liegen, jeweils in dem Innenring-Abstandshalter 4 und
dem Außenring-Abstandshalter 5 mit dem dazwischen
liegenden Spalt δ bereitgestellt. Selbst in dem Fall, dass
eine Ausspannkraft P, die in 1 dargestellt
ist, auf die Hauptwelle 1 in einem solchen Ausmaß wirkt,
dass sie zu einer axialen Last auf der Wälzlagereinheit 3 führt,
deren Größenordnung jene der zulässigen
axialen Last überschreitet, und sich infolgedessen der
Innenring 3a und der Außenring 3b der
Wälzlagereinheit 4 relativ zueinander in die axiale Richtung
verschieben, und wenn eine solche Verschiebung in einem größeren
Ausmaß als einem vorbestimmten Wert erfolgt, werden daher
die Last tragenden Abschnitte 4b und 5c in dem
Innenring-Abstandshalter 4 und dem Außenring-Abstandshalter 5 miteinander
in Kontakt gebracht, um die axiale Last aufzunehmen, die dann die
zulässige axiale Last überschreitet.
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Aus
dem zuvor besprochenen Grund genügt die Wälzlagereinheit 3,
wenn die zulässige axiale Last während der maschinellen
Bearbeitung gesichert werden kann, und es besteht kein Bedarf, die Größe
der Lagereinheit zu erhöhen und ein speziell konstruiertes
Lager zu verwenden, in dem die zulässige axiale Last erhöht
ist, und daher kann eine unerwünschte Vergrößerung
und somit Kostenerhöhung in vorteilhafter Weise vermieden
werden.
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Es
sollte festgehalten werden, dass, wenn auch der Last tragende Abschnitt 4b an
der Seite des Innenring-Abstandshalters 4 und der Last
tragende Abschnitt 5c an der Seite des Außenring-Abstandshalters 5 während
des Ausspannens miteinander in Kontakt gebracht werden, ein solcher
Kontakt zwischen den Last tragenden Abschnitten 4b und 5c nicht
zu einem Problem beim Betrieb der Spindelvorrichtung führt.
Der Grund ist, dass das Ausspannen während eines Anhaltens
der Drehung der Wälzlagereinheit 3 stattfindet
und ein solcher Kontakt daher nicht während des Betriebs
der Spindelvorrichtung erfolgt.
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Die
Spindelvorrichtung ist in ihrer Gesamtheit in einer Schnittdarstellung
in 4 dargestellt. Die dargestellte Spindelvorrichtung
weist eine Konstruktion auf, in der ein Endabschnitt der Hauptwelle 1 von
zwei Reihen von Schrägkugellagereinheiten 3 und 3 gehalten
wird, die mit besonderer Bezugnahme auf 1 dargestellt
und beschrieben sind, und der andere Endabschnitt davon, der dem
einen Endabschnitt gegenüber liegt, wird von einer zylindrischen
Wälzlagereinheit 11 gehalten.
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Die
Hauptwelle 1 wird als hohle Welle mit einem darin definierten
Innendurchmesserloch 1a gebildet und weist ein konisch
zulaufendes Loch 1b auf, das an einem Ende für
einen Eingriff mit einem kegelförmigen Schaftabschnitt
eines Werkzeuges 10 definiert ist, und ist mit einem Spannzangenfutter 8 an der
anderen Endseite des konisch zulaufenden Lochs 1b zum Halten
eines Anzugsbolzens 10a des Werkzeuges 10 bereitgestellt.
Das Spannzangenfutter 8 ist von einer Art, die das Werkzeug 10 einspannen
kann, wenn eine Spannfutterzugstange 7, die in das Innere
des Innendurchmesserlochs 1a in der Hauptwelle 1 eingesetzt
wird, nach rückwärts gezogen wird (in eine Endseitenrichtung),
und die Zugkraft, die auf die Spannfutterzugstange 7 ausgeübt wird,
wiederum ständig mit Hilfe eines Federelements 9 ausgeübt
wird, das in der Hauptwelle 1 eingebaut ist. Die Spannfutterzugstange 7 ermöglicht ein
Ausspannen des Spannzangenfutters 8, wenn ein Bedienungsabschnitt 6,
der an dem anderen Ende oder an einer Zwischenposition der Hauptwelle 1 bereitgestellt
ist, in eine Endseitenrichtung vor die Hauptwelle (die Richtung
ist durch den Pfeil dargestellt) gepresst wird. Wenn der Ausspannvorgang durchgeführt
wird, wirkt aus diesem Grund die Ausspannkraft auf die Hauptwelle 1,
um die letztgenannte in die eine Endseitenrichtung zu bewegen.
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In
der herkömmlichen Spindelvorrichtung wird diese Ausspannkraft
zum Beispiel von einem Schrägkugellager aufgenommen, das
die Wälzlagereinheit einer radialen Art ist, aber in der
dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
wenn die Ausspannkraft in einer Größenordnung,
die einen vorbestimmten Wert überschreitet, wirkt, kann
sie von den Last tragenden Abschnitten 4b und 5c in dem
Innenring-Abstandshalter 4 beziehungsweise Außenring-Abstandshalter 5 aufgenommen
werden, die dann miteinander in Kontakt gebracht werden, wie insbesondere
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist.
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Obwohl
in der Beschreibung der vorangehenden Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung auf die Verwendung des Schrägkugellagers
als die Wälzlagereinheit 3 Bezug genommen wurde,
kann die Wälzlagereinheit 3, die in der Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ein zylindrisches
Kugellager, ein Rillenlager oder jedes andere Wälzlager
sein. Ebenso kann die Lagereinheit, die in der Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ein mehrreihiges
Wälzlager sein. Obwohl die Hauptwelle so dargestellt und
beschrieben wurde, dass sie von zwei Schrägkugellagereinheiten
gehalten wird, können ferner drei oder mehr Lagereinheiten
für diesen Zweck verwendet werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit
ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, die nur zum Zwecke
der Veranschaulichung verwendet werden, sind für den Fachmann
sofort zahlreiche Änderungen und Modifizierungen innerhalb
des Rahmenskonzepts der Offensichtlichkeit beim Lesen der hierin
präsentierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Daher
sind solche Änderungen und Modifizierungen, wenn sie nicht
vom Umfang der vorliegenden Erfindung, der aus den hier beigefügten
Ansprüchen hervorgeht, abweichen, als hierin enthalten
zu verstehen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Innen-
und Außenring-Abstandhalter (4, 5) enthalten
entsprechende Last tragende Abschnitte (4b, 5c),
die an entsprechenden Seiten eines Spalts (δ) einer vorbestimmten
Größe positioniert sind, und die einander in einer
axialen Richtung gegenüber liegen. Jeder der Innen- und
Außenring-Abstandhalter (4, 5) ist in
zwei Abstandhaltersegmente entlang einer Teilungsfläche
(F1, F2) geteilt, die sich in eine Richtung senkrecht zu der axialen
Richtung erstreckt und durch die zugehörigen Last tragenden
Abschnitte (4b, 5c) verläuft. Geteilte
Innen- und Außenring-Abstandhaltersegmente (4A, 5A)
mit den Last tragenden Abschnitten (4b, 5c) werden
simultan maschinell bearbeitet, so dass sie dieselbe axial gemessene
Breite aufweisen. Gleichzeitig werden geteilte Innenring-Abstandhaltersegmente
(4B, 5B) ohne Last tragenden Abschnitt (4b, 5c)
simultan maschinell bearbeitet, so dass sie dieselbe axial gemessene Breite
aufweisen, wodurch die letztgenannte axial gemessene Breite (a)
um ein Ausmaß, das dem Spalt (δ) entspricht, größer
als die erstgenannte axial gemessene Breite (b) wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-289863 [0001]
- - JP 3415211 [0004]