DE19845226C2 - Rollwerkzeug - Google Patents
RollwerkzeugInfo
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/02—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
- B24B39/023—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einebnung von
Oberflächenrauhigkeiten auf einer Bohrungsoberfläche mit einer An
triegswelle zum Einführen in eine Bohrung und einer an einem Einführ
ende der Antriebswelle angeordneten, mehrere Rollen aufweisenden
Rolleneinrichtung, die auf einer Rollenabstützeinrichtung derart angeord
net ist, daß bei einer Drehung der Welle die Rollen der Rolleneinrichtung
zumindest teilweise auf der Rollenabstützeinrichtung abrollen, wobei die Rollenabstützeinrichtung aus einer unter
dem Druck der Rollen elastisch verformbaren Hülse
gebildet ist, die auf einem mit der Antriebswelle
drehfest verbundenen Lagerzapfen angeordnet ist.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist das
Einführende der Antriebswelle mit einer einen Außenkegel und einen
Innenkegel umfassenden Kegelanordnung versehen, wobei der Innenkegel
unter Ausbildung eines Kegelsitzes in den Außenkegel eingreift und
durch ein Einpressen des Innenkegels in den Außenkegel eine Aufweitung
des Außenkegels ermöglicht. Hierdurch werden entsprechend der Auf
weitung des Außenkegels Rollen einer koaxial zur Antriebswelle ange
ordneten Rolleneinrichtung radial nach außen verschoben.
Ein typischer Einsatzbereich der vorgenannten bekannten Vorrichtung ist
das Rollen von Bohrungsoberflächen in Schubführungen für Stößel.
Hierzu wird die Vorrichtung mit ihrem Einführende in die betreffende
Bohrung bzw. Schubführung eingeführt und die Bohrungsoberfläche, die
infolge des vorhergehenden Bohrvorgangs mit Oberflächenrauhigkeiten
versehen ist, wird mit der Rolleinrichtung derart beaufschlagt, daß die
Rollen der Rolleinrichtung unter vorgegebenem Anpreßdruck auf der
Bohrungsoberfläche abrollen, wobei diesem Vorgang zur Beaufschlagung
der gesamten Bohrungsoberfläche noch eine Vorschubbewegung überla
gert wird. Der Antrieb der Vorrichtung erfolgt über ein Antriebsaggregat,
das mit einer geeigneten Werkzeugaufnahme versehen ist und das Ein
spannende der Antriebswelle aufnimmt.
Bei der bekannten Vorrichtung wird die für die Rollbearbeitung notwen
dige Anpreßkraft der Rollen über eine entsprechend axiale Verspannung
der Kegelanorndung und damit verbundene Aufweitung des Außenkegels
erreicht. Hierzu ist an der Vorrichtung eine Stelleinrichtung vorgesehen,
die eine Aufweitung des Außenkegels und damit eine radiale Aufweitung
der Rolleneinrichtung im Mikrometerbereich ermöglicht. Zur Bearbeitung
der Bohrungsoberfläche wird das Einführende mit dem mittels der Stel
leinrichtung auf das Bohrungsnennmaß eingestellten Abrollradius der
Rolleinrichtung in die zu bearbeitende Bohrung eingeführt.
Aufgrund der bedingt durch die ineinandergreifende Kegelanordnung sehr
steif ausgebildeten Rolleneinrichtung erweist es sich als notwendig, einen
möglichst genauen Rundlauf der rotierenden Rolleneinrichtung im Be
trieb sicher zu stellen, so daß für die Aufnahme des Antriebsendes der
Antriebswelle in die Spannaufnahme des Antriebsaggregates eine ent
sprechend genaue Wellen-Naben-Verbindung vorzusehen ist. In der
Praxis wird dies dadurch gelöst, daß das Antriebsende der Antriebswelle
als Werkzeugkegel ausgebildet ist.
Ein weiteres Rollwerkzeug ist aus der japanischen Schrift JP 07-100 757 A
bekannt. Bei diesem Rollwerkzeug stützen sich die Rollen auf einer
elastisch verformbaren Abstützeinrichtung ab, welche fest mit einem
Lagerzapfen der Antriebswelle verbunden ist. Bei dieser Vorrichtung
wird die Verformbarkeit der Rolleneinrichtung durch die elastischen
Eigenschaften des für die Abstützeinrichtung verwendeten Materials
bestimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Rollwerkzeug vorzuschlagen, bei dem die Rollenabstützeinrichtung einen
großen Verformungsweg ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Rollenabstützeinrichtung
auf, die aus einer unter dem Druck der Rollen verformbaren Hülse gebil
det ist. Die Hülse ist dabei mit axialem und radialem Spiel auf dem
Lagerzapfen angeordnet, so daß für die Rollen ein großer Verformungs
weg gewährleistet ist.
Die Verwendung einer derartigen Rollenabstützeinrichtung ermöglicht es
einerseits, das Antriebsende der Antriebswelle mit einem konstanten
Querschnitt zu versehen, da aufgrund der Nachgiebigkeit der Rollenab
stützeinrichtung durch die Wellen-Naben-Verbindung in der Spannauf
nahme des Antriebsaggregats verursachte Rundlauffehler leicht kompen
siert werden können. Hierdurch ergibt sich schon für die Antriebswelle
eine wesentlich kostengünstigere Herstellungsmöglichkeit.
Andererseits ermöglicht die elastisch verformbare Rollenabstützung eine
Bearbeitung der Bohrungsoberfläche in einem Bearbeitungsschritt, da
durch die Nachgiebigkeit der Rollenabstützeinrichtung verhindert wird,
daß die plastischen Verformungskräfte zu groß werden. Darüber hinaus
entfällt die bei der bekannten Vorrichtung zum Einsatz kommende Stel
leinrichtung und der mit der Bedienung der Stelleinrichtung verbundene
aufwendige Einstellvorgang, da es sich bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aufgrund der elastischen Nachgiebigkeit der Rollenabstütz
einrichtung um ein sich quasi selbst nachstellendes System handelt.
Hierdurch ergibt sich zum einen eine besonders einfache von Stillstands
zeiten freie Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ande
rerseits - wegen des möglichen Verzichts auf die aufwendige Stellein
richtung - eine wesentlich kostengünstigere Herstellungsmöglichkeit.
Die freie Verformbarkeit der Hülse möglichst
wenig einschränkende Anordung der Hülse wird durch die schwimmende
Anordnung der Hülse auf einem mit der Antriebswelle drehfest verbund
nen Lagerzapfen möglich.
Bei einer Ausführung der Rolleneinrichtung, derart, daß die Rollenein
richtung eine mit der Antriebswelle drehfest verbundene Rollenführung
sowie eine Mehrzahl von in der Rollenführung rotierbar aufgenommenen
Rollen aufweist, ist ein besonders einfacher Aufbau der gesamten Vo
richtung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Rollenführung
als ein am Einführende der Antriebswelle axial angeordneter, umlaufen
der Randsteg mit axialen Einschnitten zur beweglichen Aufnahme der
Rollen ausgebildet.
Wenn die Antriebswelle und der Lagerzapfen eine Bohrungsanordnung
zur Zuführung von Kühl- bzw. Schmiermittel zu den Rollen der Rollen
einrichtung aufweisen, ist ein besonders hohes Maß an Betriebssicherheit
erreichbar.
Zur einfachen Montage und Demontage der Rollen der Rolleneinrichtung
erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Lagerzapfen über eine Schraub
verbindung mit der Antriebswelle verbunden ist. Hierzu kann der Lager
zapfen mit einem Gewindeende in das Eingriffsende der Antriebswelle
einschraubbar ausgeführt sein.
In bezug auf eine möglichst kostengünstige Herstellung erweist sich auch
als vorteilhaft, wenn die Antriebswelle ausgehend von ihrem Eingriffsen
de einen konstanten Wellenquerschnitt aufweist.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rollwerkzeug in Längsschnittdar
stellung mit an einem Eingriffsende einer Antriebswelle montierten
Lagerzapfen;
Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Rollwerkzeug mit demontiertem
Lagerzapfen;
Fig. 3 in einer vergrößerten Teildarstellung das Eingriffsende des
Rollwerkzeugs;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Eingriffsendes gemäß Schnittli
nienverlauf IV-IV in Fig. 1;
Fig. 5 eine exemplarische Darstellung eines möglichen Betriebszu
stands beim Eingriff des in Fig. 4 dargestellten Eingriffsendes in
eine Bohrung.
Fig. 1 zeigt ein Rollwerkzeug 10, das mit einem Antriebsende 11 seiner
Antriebswelle 12 in einer Spannaufnahme 13 eines nicht näher darge
stellten Antriebsaggregats aufgenommen ist. Gegenüberliegend dem
Antriebsende 11 weist die Antriebswelle 12 ein Einführende 14 auf, das
in eine in einem Gehäuse 15 ausgebildete Bohrung 16 eingeführt ist.
Am Einführende 14 ist eine Rolleneinrichtung 17 mit im vorliegenden
Fall fünf Rollen 18, 19, 20, 21 und 22 (Fig. 4) ausgebildet. Wie aus Fig.
1 ersichtlich, rollen die Rollen 18 bis 22 der Rolleneinrichtung 17 bei
einer Rotation des Rollwerkzeugs 10 um seine Längsachse 23 auf eine
Bohrungsoberfläche 24 der Bohrung 16 ab.
Wie ferner aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die
Antriebswelle 12 mit einer Längsbohrung 25 versehen, die im Bereich des
Einführendes 14 ein Innengewinde 26 aufweist, in das ein Lagerzapfen 27
einschraubbar ist, der zur Aufnahme einer als Hülse 28 ausgebildeten
Rollenabstützeinrichtung dient, die konzentrisch zur Rolleneinrichtung
17 angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Teildarstellung der Antriebswelle 12
das Einführende 14 mit dem in das Einführende 14 mittels eines Gewin
defortsatzes 29 eingeschraubten Lagerzapfen 27. Aus einer Zusammen
schau der Fig. 3 und 4 wird deutlich, daß die Rolleneinrichtung 17 eine
Rollenführung 30 aufweist, die im vorliegenden Fall aus einem sich axial
erstreckenden und koaxial zur Längsachse 23 angeordneten Randsteg 31
mit darin einschnittartig ausgebildeten Rollenaufnahmen 32 gebildet ist.
Insgesamt weist die Rollenführung 30 eine kronenartige und einstückig
am Einführende 14 angeformte Ausbildung aus.
Die Rollenaufnahmen 32 erstrecken sich parallel zur Längsachse 23 und
weisen konkav ausgebildete Führungsflächen 33, 34 auf, die, wie insbe
sondere aus Fig. 4 ersichtlich, die Rollen 18 bis 22 mit einem ausrei
chenden Bewegungsspiel führen, so daß neben einer Rotation der Rollen
18 bis 22 in den Rollenaufnahmen 32 auch eine radiale Bewegung der Rollen
18 bis 22, wie durch den Doppelpfeil 35 in Fig. 4 angedeutet, möglich
ist. Zwischen der Rollenführung 30 und dem Lagerzapfen 27 befindet sich
in einer schwimmenden Lageranordnung auf dem Lagerzapfen 27 die
Hülse 28, deren Außendurchmesser entsprechend dem inneren Abrollradi
us r der Rolleneinrichtung 17 bemessen ist, so daß die Rollen 18 bis 22
auf dem Außenumfang der Hülse 28 abrollen können.
Wie aus Fig. 3 deutlich wird, ermöglicht die schwimmende Anordnung
der Hülse 28 auf dem Lagerzapfen 27 auch eine begrenzte axiale Ver
schiebung v der Hülse 28. Ferner zeigt Fig. 3 deutlich, daß sowohl die
Hülse 28 als auch die Rollen 18 bis 22 der Rolleneinrichtung 17 durch
einen Lagerbund 36 des Lagerzapfens 27 in ihrer Position gehalten
werden. Hieraus ergibt sich, daß nach der in Fig. 2 dargestellten Demon
tage des Lagerzapfens 27 vom Einführende 14 der Antriebswelle 12
sowohl die Hülse 28 als auch die Rollen 18 bis 22 aus der Rollenführung
30 entfernt werden können. Im Falle von an den Rollen 18 bis 22 auftre
tenden Abnutzungserscheinungen ist somit ein leichtes Austauschen der
Rollen 18 bis 22 - für die beispielsweise übliche Nadellagerrollen ver
wendbar sind - möglich.
Wie Fig. 3 ferner zeigt, ist der Lagerzapfen 27 mit einer Längsbohrung
37 und einer diese kreuzenden Querbohrung 38 versehen, so daß von der
Längsbohrung 25 der Antriebswelle 12 über die Längsbohrung 37 und die
Querbohrung 38 im Lagerzapfen 27 eine direkte Fluidverbindung zur
Hülse 28 bzw. zur Rolleneinrichtung 17 gegeben ist. Über den zwischen
einer Austrittsöffnung 39 der Querbohrung 38 und einer Innenmantelflä
che 40 der Hülse 28 sowie zwischen einer Stirnfläche 41 der Hülse 28
und einer Stirnfläche 43 des Eingriffsendes 14 ausgebildeten Spaltraum
44 ist zudem auch eine unmittelbare Versorgung der in Fig. 3 durch den
strichpunktierten Linienverlauf angedeuteten Bohrung 16 im Bereich der
durch die Rollen 18 bis 22 beaufschlagten Bohrungsoberfläche 24 mit
Kühl- oder Schmiermittel möglich. Dabei ermöglicht die schwimmende,
also axial verschiebbare Anordnung der Hülse 28 insbesondere beim
Einführen bzw. Absenken des Einführendes 14 in die Bohrung 16 eine
axiale Verschiebung der Hülse 28 entgegen der Einführrichtung, so daß in
diesem Fall durch einen zwischen den Austrittsöffnungen 39 der Quer
bohrung 38 und der Innenmantelfläche 40 der Hülse 28 sowie einer
unteren Stirnfläche 45 der Hülse 28 und dem Lagerbund 36 ausgebildeten
Spaltraum durch im Lagerbund 36 vorgesehene Öffnungen 47, 48 auch
eine unmittelbare Versorgung der Bohrung 16 mit Kühl- bzw. Schmier
mittel im Bereich des Bodens der Bohrung möglich ist.
Fig. 5 verdeutlicht die Wirkung der schwimmend gelagerten elastischen
Hülse 28 bei einem Rollvorgang, bei dem das in Fig. 4 im Schnitt darge
stellte Einführende 14 in eine Bohrung 16 eingeführt ist, deren Nennmaß
im wesentlichen gleich dem äußeren Abrollradius R bei unverformter
Hülse ist (Fig. 4). Zur Verdeutlichung der Wirkung der Hülse 28 soll
nachfolgendes Zahlenbeispiel dienen. Im Ausgangszustand weist die
Bohrung 16 ein Nennmaß von 10 mm mit einer Passung H7 auf, also ein
Bohrungsübermaß zwischen 0 und 18 µm. Die Rauhtiefe der Bohrungs
oberfläche 24 wird im Ausgangszustand angenommen mit 20 bis 30 µm.
Der äußere Abrollradius R soll im unverformten Zustand der Hülse 28 ein
Übermaß von 20 bis 40 µm über dem Nennmaß der Bohrung 16 aufwei
sen, was in etwa einer Passung n6 entspricht.
Nach dem Einführen des Einführendes 14 des Rollwerkzeugs 10 möge
sich in einer ausgewählten Drehstellung des um seine Längsachse 23
rotierenden Rollwerkzeugs 10 der in Fig. 5 dargestellte Verformungszu
stand der Hülse 28 einstellen. Hierbei erkennt man, daß durch die Ver
formung der Hülse 28 und infolge der radialen Bewegbarkeit der Rollen
18 bis 22 ein Abrollen der Rollen 18 bis 22 auf der Bohrungsoberfläche
24 trotz der durch die unterschiedlichen Rauhtiefen bedingten Uneben
heiten der Bohrungsoberfläche möglich ist. Dabei treten beim Überrollen
von Rauhigkeitsspitzen der Bohrungsoberfläche 24 entsprechende Ver
formungsspitzen der Hülsen 28 mit den hieraus resultierenden Federkräf
ten auf, die bei einem wiederholten Abrollen der Rollen 18 bis 22 auf der
Bohrungsoberfläche 24 zu einer fortschreitenden Einebnung der Rauhig
keitsspitzen führen, so daß etwa die in Fig. 5 mit 20 bis 30 µm anzuneh
menden Rauhtiefen nach und nach bis auf ein tolerierbares Maß, also
etwa 0,4 bis 1 µm eingeebnet werden.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Einebnung von Oberflächenrauhigkeiten auf einer
Bohrungsoberfläche mit einer Antriebswelle zum Einführen in eine
Bohrung und einer an einem Einführende der Antriebswelle ange
ordneten, mehrere Rollen aufweisenden Rolleneinrichtung, die auf
einer Rollenabstützeinrichtung derart angeordnet ist, daß bei einer
Drehung der Welle die Rollen der Rolleneinrichtung zumindest
teilweise auf der Rollenabstützeinrichtung abrollen, wobei die
Rollenabstützeinrichtung aus einer unter dem Druck der Rollen ela
stisch verformbaren Hülse gebildet ist, die auf einem mit der An
triebswelle drehfest verbundenen Lagerzapfen angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (28) mit radialem und axialem Spiel auf dem Lager
zapfen (27) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rolleneinrichtung (17) eine mit der Antriebswelle (12)
drehfest verbundene Rollenführung (30) sowie eine Mehrzahl in der
Rollenführung rotierbar aufgenommene Rollen (18 bis 22) auf
weist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollenführung (30) als ein am Einführende (14) der An
triebswelle 12 axial angeordneter, umlaufender Randsteg (31) mit
axialen Einschnitten (32) zur beweglichen Aufnahme der Rollen
(18 bis 22) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (12) und der Lagerzapfen (27) eine Boh
rungsanordnung (25, 37, 38) zur Zuführung von Kühl- oder
Schmiermittel zu den Rollen (18 bis 22) der Rolleneinrichtung (17)
aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lagerzapfen (27) über eine Schraubverbindung mit der
Antriebswelle (12) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lagerzapfen (27) mit einem Gewindeende (29) in das Ein
führende (14) der Antriebswelle (12) einschraubbar ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (12) ausgehend von ihrem Einführende (14)
einen konstanten Wellenquerschnitt aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998145226 DE19845226C2 (de) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Rollwerkzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998145226 DE19845226C2 (de) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Rollwerkzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19845226A1 DE19845226A1 (de) | 2000-04-13 |
DE19845226C2 true DE19845226C2 (de) | 2000-08-17 |
Family
ID=7883056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998145226 Expired - Fee Related DE19845226C2 (de) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Rollwerkzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19845226C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016005047A1 (de) * | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Karlheinz Hahn | Rollierwerkzeug |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07100757A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-18 | Matsumoto Kokan Kk | バニシング方法及びバニシングツール |
-
1998
- 1998-10-01 DE DE1998145226 patent/DE19845226C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07100757A (ja) * | 1993-10-05 | 1995-04-18 | Matsumoto Kokan Kk | バニシング方法及びバニシングツール |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19845226A1 (de) | 2000-04-13 |
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