DE4013896C1 - Pre-tension adjuster for ball bearings - has end of sleeve bearing against fixed end-stop in housing - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Vorspannung mindestens zweier im vorgegebenen Abstand voneinander in 0-Anordnung auf einer Welle angeordneter Schrägkugellager, bei der auf den stehenden Außen- oder Innenring mindestens eines der beiden Lager mittels einer mit einem variablen Öldruck beaufschlagbaren Spannbuchse unterschiedliche Vorspannkräfte ausübbar sind.

Aus der Zeitschrift Industrie-Anzeiger 25/1990, S. 36, ist eine Vorrichtung der vorstehenden Art bekannt, bei der der Außenring eines Schrägkugellagers in der stirn­ seitigen Ausnehmung einer Buchse gelagert ist, die sich in ihrer Gesamtheit nach Art eines Hydraulikkolbens unter Öldruckeinwirkung in einem sie umschließenden Gehäuse axial verschieben läßt. Je nach dem Grad der Verschiebung ändert sich die Vorspannung in den Schrägkugellagern der bekannten Lageranordnung. Bei dieser Vorrichtung muß einerseits der Außenring des Schrägkugellagers in die Ausnehmung der Buchse und andererseits die Buchse selbst in eine Bohrung des Gehäuses paßgenau eingesetzt werden, d. h. es müssen in Radialrichtung des Lagers betrachtet zwei aufeinanderfolgende, umlaufende Paßfugen gefertigt werden. Die Passung zwischen der Buchse und dem Gehäuse muß dabei nicht nur sehr eng sein, sondern in der Paß­ fuge müssen auch beidseits einer mit Öldruck zu beauf­ schlagenden, von einem Bund der Buchse gebildeten Kol­ benfläche mindestens zwei Dichtungsringe vorhanden sein, wobei mit zunehmender Dichtungsringzahl die Rückstellung der Buchse in ihre Ausgangslage insbesondere bei klei­ nen Vorspannungsänderungen reibungstechnisch bedingte Probleme mit sich bringen kann.

Bekannt ist außerdem aus der Firmendruckschrift SKF, Wälzlager in Werkzeugmaschinen 1968, S. 117-118, eine Reitstockspitzenlagerung mit hydraulischem Druckaus­ gleich, bei der eine mit ihrem einen Ende gegen den Außenring eines zur Aufnahme von Axialkräften dienen­ den einzelnen Schrägkugellagers anliegende Buchse die Funktion eines Puffers erfüllt, der verhindert, daß die Axialkraft infolge Wärmedehnung des Werkstückes zu groß wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der in Betracht gezogenen Art zu schaffen, die sich besonders wirtschaftlich herstellen läßt und bei der der Abbau vorübergehend erhöhter Vorspannungen auf niedrigere Ausgangswerte auch bei vergleichsweise niedri­ gen Vorspannungsdifferenzen ohne Schwierigkeiten möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das dem durch die Vorspannkraft unmittelbar beaufschlagten Ring des jeweiligen Schrägkugellagers abgewandte Ende der in einer Bohrung zur Aufnahme dieses Lagers geführten Spannbuchse gegen einen festen Anschlag eines die Welle umschließenden Gehäuses anliegt und die Spannbuchse zwi­ schen ihren Enden mit einer unter Öldruckeinwirkung auf­ spreizbaren, umlaufenden Spreiznut versehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, daß bei ihr die Spannbuchse bzw. ein Teil der Spannbuchse als Feder ausgebildet ist, die beim Wiederabbau einer er­ höhten Vorspannung automatisch in ihre Ausgangslage zu­ rückfedert. Da Schrägkugellager und Spannbuchse keine konzentrisch bzw. partiell konzentrisch zueinander ange­ ordneten Teile bilden, bleibt der Fertigungsaufwand klein, und aus einer doppelten Passung resultierende Probleme entfallen.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die um­ laufende Spreiznut in unmittelbarer Nähe des der Spann­ buchse zugeordneten festen Anschlages angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein vergleichsweise langer Ab­ schnitt der mit ihrer gegen die Stirnfläche des festen Ringes eines der Schrägkugellager anliegenden Spannbuchse zu Führungszwecken genutzt werden.

Um eine Einschnürung der Spreiznut zu verhindern, ist in ihr mindestens ein mit einem Querschlitz versehener Ring angeordnet, dessen Breite der Mindestbreite der Nut ent­ spricht, d. h. der die Funktion eines Abstandshalters zwischen den Seitenwänden der Nut erfüllt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Be­ schreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine mittels einer Spann­ buchse vorspannbaren Wellenlagerung,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die bei der Lagerung ge­ mäß Fig. 1 verwendete Spannbuchse.

In Fig. 1 ist 1 ein Gehäuse, in dem mittels zweier Schräg­ kugellager 2 und 3 in 0-Anordnung eine Welle 4 gelagert ist. Der Innenring des Schrägkugellagers 3 liegt mit sei­ ner rechten Stirnfläche gegen einen Bund 6 der Welle 4 an, während gegen die linke Stirnfläche des Innenringes 5 das eine Ende einer Hülse 7 drückt, die zwischen dem In­ nenring 5 des Schrägkugellagers 3 und dem Innenring 8 des Schrägkugellagers 2 eingespannt ist, und zwar mit Hilfe einer auf einem Gewindezapfen 9 der Welle 4 aufge­ schraubten Mutter 10.

Der Außenring 11 des Schrägkugellagers 3 wird durch einen mittels Schrauben 12 am Gehäuse 1 befestigten Ringflansch 13 gegen einen Bund des Gehäuses 1 gedrückt.

Zwischen der Hülse 7 und der Innenwand der Bohrung 15 des Gehäuses 1 ist eine Spannbuchse 16 angeordnet, die sich einerseits gegen einen von einem Bund des Gehäuses 1 ge­ bildeten festen Anschlag 17 abstützt und andererseits mit leichter Vorspannung gegen die rechte Stirnfläche des Außenringes 18 des Schrägkugellagers 2 anliegt. Um die auf die Schrägkugellager 2 und 3 einwirkenden Vorspann­ kräfte erhöhen zu können, ist die Spannbuchse 16 mit ei­ nem Ringkanal 19 und einer sich hieran anschließenden umlaufenden Spreiznut 20 versehen, in die über eine Boh­ rung 21 Öl oder ein anderes entsprechende Eigenschaften aufweisendes Fluid mit veränderbarem Druck gepreßt wer­ den kann. Dichtungen 22 und 23 verhindern Ölverluste.

Im Innern der Spreiznut 20 ist ein von einem Ring 24 mit einem Querschlitz 25 gebildeter Abstandshalter angeordnet. Die Breite des Ringes 24 ist gleich dem Abstand zwischen den Seitenwänden der Spreiznut 20. Auf diese Weise ist die Konstanz der aufgebrachten Einbauvorspannung gesichert.

Soll die Vorspannung der Schrägkugellager 2 und 3 er­ höht werden, um beispielsweise bei Ausbildung der Welle 4 als Spindelwelle einer Werkzeugmaschine erhöhten Schnittkräften Rechnung zu tragen, so wird die umlau­ fende Spreiznut 20 mit Öldruck beaufschlagt. Als Folge des Druckanstieges gehen die zunächst parallel zueinan­ der angeordneten Seitenwände der Spreiznut 20 in eine im wesentlichen V-förmige Position über. Dabei verlagert sich der linke Teil der Spannbuchse 16 nach links, und zwar um einen Betrag Δl. Ermöglicht wird diese Verlage­ rung dadurch, daß der zwischen dem rechten Rand 27 des Grundes der Spreiznut 20 und der schrägen Außenfläche 28 der Spannbuchse 16 gelegene Teil der Spannbuchse 16 einen verhältnismäßig geringen Querschnitt hat und folg­ lich eine Art Federgelenk bildet.

Die auf den Außenring 18 des linken Schrägkugellagers 2 ausgeübte Kraft wird über die Kugeln 29 dieses Lagers, dessen Innenring 8, die Hülse 7, den Innenring 5 und die Kugeln 30 des Schrägkugellagers 3 auf dessen Außenring 11 übertragen, so daß die erhöhte Vorspannung in beiden Schrägkugellagern 2 und 3 wirksam wird. Beim Wiederab­ fall des in der Spreiznut 20 wirksamen Druckes federt die Spannbuchse 16 automatisch in ihre Ausgangslage zu­ rück. Hierbei brauchen lediglich die Reibungskräfte ei­ nes Dichtungsringes 22 überwunden werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Verändern der Vorspannung mindestens zweier im vorgegebenen Abstand voneinander in 0-Anordnung auf einer Welle angeordneter Schrägkugellager, bei der auf den stehenden Außen- oder Innenring mindestens eines der beiden Lager mittels einer mit einem variablen Öl­ druck beaufschlagbaren Spannbuchse unterschiedliche Vor­ spannkräfte ausübbar sind, dadurch gekennzeich­ net, daß das dem durch die Vorspannkraft unmittelbar beaufschlagten Ring (18) des jeweiligen Schrägkugellagers (2) abgewandte Ende der in einer Bohrung (15) zur Auf­ nahme dieses Lagers (2) geführten Spannbuchse (16) gegen einen festen Anschlag (17) eines die Welle (4) umschlie­ ßenden Gehäuses (1) anliegt und die Spannbuchse (16) zwi­ schen ihren Enden mit einer unter Öldruckeinwirkung auf­ spreizbaren, umlaufenden Spreiznut (20) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umlaufende Spreiznut (20) in unmittelbarer Nähe des der Spannbuchse (16) zugeordneten festen Anschlages (17) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der umlaufenden Spreiznut (20) mindestens ein mit einem Querschlitz (25) versehener Ring (24) angeordnet ist, dessen Breite der Mindestbreite der Spreiznut (20) entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der umlau­ fenden Spreiznut (20) und dem festen Anschlag (17) ge­ legene Teil (26) nach Art eines Federtellers ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der umlau­ fenden Spreiznut (20) zwischen der Spannbuchse (16) und dem sie umgebenden Gehäuse (1) jeweils mindestens ein Dichtring (22, 23) angeordnet ist.