DE4126317C2 - Lageranordnung mit variabler Vorspannung - Google Patents

Lageranordnung mit variabler Vorspannung

Info

Publication number
DE4126317C2
DE4126317C2 DE19914126317 DE4126317A DE4126317C2 DE 4126317 C2 DE4126317 C2 DE 4126317C2 DE 19914126317 DE19914126317 DE 19914126317 DE 4126317 A DE4126317 A DE 4126317A DE 4126317 C2 DE4126317 C2 DE 4126317C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
angular contact
preload
bearings
shaft
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19914126317
Other languages
English (en)
Other versions
DE4126317A1 (de
Inventor
Coleman Duncan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Timken US LLC
Original Assignee
Torrington Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Torrington Co filed Critical Torrington Co
Publication of DE4126317A1 publication Critical patent/DE4126317A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4126317C2 publication Critical patent/DE4126317C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2229/00—Setting preload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Spindeln, Wellen und Achsen mit reibungslosen Lagern, und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Kontrolle der Vorspannungskraft auf einen Satz von Schrägwälzlagern, die Umkehr-Axial-Kräften ausgesetzt sind.
Wenn Schrägwälzlager für die Kontrolle der radialen und/oder axialen Verschiebung der Welle verwendet werden, werden sie typischerweise in vorgespannten Paaren (oder mehreren Sätzen davon) verwendet, die mit ihren Vorderseiten zueinander, ihren Rückseiten zueinander, in einer Tandem- oder jeder anderen passenden Kombination dieser Halterungs­ möglichkeiten angeordnet sind.
Die Lagerpaare sind im allgemeinen vorgespannt, so daß jede Kraft, die auf die Welle in einer axialen Richtung ausgeübt wird, sofort einem wesentlichen Widerstand durch das entsprechende Lager begegnet, das die Belastung in dieser Richtung abstützt, wobei die Wellendurchbiegung minimal ist.
Die Vorspannung ist eine parasitäre Kraft, die auf die Lager zum einen für die Kontrolle der Wellendurchbiegungen durch von außen aufgebrachte Kräfte und zum anderen für die Aufrechterhaltung einer geeigneten Lager­ geometrie sowie von Reibungskräften innerhalb des Lagers für einen wirk­ samen Betrieb ausgeübt wird. Wenn die Welle veränderlichen Geschwindigkeiten und Kräf­ ten ausgesetzt wird, ist es oft wünschenswert, die Vorspannung zu verändern, um eine opti­ mierte Leistung zu erhalten.
Aus der DE-38 10 448 A1 ist eine Ausgleichseinrichtung für ein Wälzlager bekannt, wobei zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und temperatur- und/oder materialabhängigen Län­ genveränderungen an Maschinenelementen, die über Axiallager verbunden sind, zwischen ei­ nem Ring des Lagers und dem Gehäuse ein Stützring und ein Hohlraum, der mit einer Flüs­ sigkeit gefüllt ist, angeordnet ist. Hierbei ist beispielsweise der Stützring als Druckkörper mit einem in axialer Richtung wirkenden Kolben ausgebildet, mit einem in der gleichen axialen Ebene angeordneten, im Prinzip formstabilen Ringraum für das Druckmedium, der über einen Ringspalt mit einem Kolbenraum verbunden ist, so daß sich bei Erwärmung des Mediums die axiale Erstreckung des Druckkörpers vergrößert. Es wird hierbei gelehrt, daß der Raum­ inhalt und der Wärmeausdehnungskoeffizient des Ausdehnungsmediums im Druckkörper un­ begrenzt variabel eingerichtet werden können, um Einstellungsringe oder Beilagscheiben zu ersetzen, um während der Montage Maßtoleranzen und während des Betriebs unterschiedliche thermische Ausdehnung von Maschinenelementen zu kompensieren.
Das US-Patent 2 314 622 zeigt eine Lageranordnung, die ein elastisches Element aufweist, das eine Vorspannung auf eine Welle ausübt. Darüber hinaus gibt es weitere Ausführungsformen, die die Vorspannungskraft steuern, die auf die Lager ausgeübt wird.
Das US-Patent 4 551 032 zeigt eine Spindel, an der Lagerelemente angebracht sind. Ein nachgiebiges Element ist vorgesehen, dessen Flexi­ bilität durch den Druck eines Fluids gesteuert wird, das in einen Hohl­ raum in dem nachgiebigen Element gepreßt wird, und das somit die Vorspannung steuert, die auf die Lager ausgeübt wird.
Das US-Patent 4 850 719 zeigt ein Schrägwälzlager mit variabler Steif­ heit, wobei die Steifheit des Lagers durch piezo-elektrische Scheiben gesteuert wird, die die Vorspannung steuern, die auf die Lager ausgeübt wird.
Während alle oben genannten Vorrichtungen eine variable Vorspannung auf­ weisen, muß eine Steigerung der Betriebskraft, die die Vorspannung aus­ übt, nicht immer in einer ähnlichen Steigerung der Kraft resultieren, die auf die Lager ausgeübt wird. Die statischen Reibungskräfte an der Grenzfläche zwischen dem Lager und dem Gehäuse sind bedeutend im Ver­ gleich zu den erwünschten Veränderungen in der Vorspannung. Diese statische Reibungskraft ist nicht einheitlich und kann demzufolge in den meisten Systemen mit variabler Vorspannung nicht exakt kompensiert werden. Es ist schwierig, die Vorspannung, die direkt auf das Lager aus­ geübt wird, präzise zu verändern, so daß aus diesen Gründen die Lager überbelastet werden können, falls die Reibungskräfte nicht in geeigneter Weise berücksichtigt werden. Eine exakte mechanische Vorrichtung zur Veränderung der Vorspannung ist kostspielig und benötigt Platz.
Die veränderlichen Vorspannungskräfte der oben genannten Patente werden alle direkt über die Wälzkörper ausgeübt. Da die Wälzkörper typischer­ weise starke Kräfte nicht aufnehmen können, ist die Größe der Kräfte, die durch die Vorspannung ausgeübt werden, im allgemeinen recht klein. In allen hydraulischen und pneumatischen Vorspannungssystemen resultiert dieses in einer wesentlichen Steigerung der mechanischen Nachgiebigkeit in einer Kraftwirkungsrichtung.
Das bisher Gesagte zeigt die Beschränkungen auf, die bei bekannten derzeitigen Steuerungs- Systemen für die Lagervorspannung existieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative bezüglich der Überwindung einer oder mehre­ rer der oben dargelegten Beschränkungen aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
In einer Form der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Welle aufweist, wobei ein erstes und ein zweites Schrägwälzlager axial entlang der Welle angeordnet sind, um die Welle in einer ersten und einer zweiten axialen Richtung abzustützen. Die zweite axiale Richtung ist im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten axialen Richtung.
Eine Vorspannungseinrichtung übt eine Vorspannungskraft auf die Schräg­ wälzlager aus, so daß die Schrägwälzlager in einen Zustand maximaler Vorspannung gebracht werden. Eine Antriebseinrichtung, die entgegen­ gesetzt zu der Vorspannungseinrichtung wirkt, reduziert die Vorspannung von dem Zustand maximaler Vorspannung auf einen Zustand gewünschter Vorspannung.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht, die ein Ausführungs­ beispiel einer drehbaren Welle darstellt, die von einer Viel­ zahl von vorgespannten Lagern abgestützt ist;
Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht ähnlich der Fig. 1 eines anderen Ausführungsbeispiels einer drehbaren Welle unter Verwendung eines Bolzengliedes;
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei ein anderes Aus­ führungsbeispiel einer stationären Welle dargestellt ist, die in einem rotierenden Gehäuse durch eine Vielzahl von vor­ gespannten Lagern abgestützt ist;
Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei ein weiteres Aus­ führungsbeispiel einer drehbaren Welle dargestellt ist, die durch eine Vielzahl von vorgespannten Lagern abgestützt ist.
Wie Fig. 1 zeigt, ist eine drehbare Welle, Spindel oder Achse 10 in einer Öffnung 12, die in einem Gehäuse 14 ausgebildet ist, durch ein erstes und ein zweites Schrägwälzlager 16, 18 gelagert. Die Erfindung bezieht sich auf die Vorspannung der Schrägwälzlager 16, 18. Die Schräg­ wälzlager 16, 18 können Schrägwälz-Kugellager, Radial-Kugellager oder Axialdrucklager mit Kegelrollen sein.
Obwohl die Erfindung insbesondere auf Werkzeugmaschinen mit drehbaren Spindeln anwendbar ist, kann sie auch geeignet für eine Anwendung bei irgendeiner Vorrichtung oder einem Fahrzeug mit einer drehbaren Achse, Welle, Spindel oder einem Gehäuse sein.
Das erste Schrägwälzlager 16 hat einen inneren Laufring 24, der relativ zu der drehbaren Welle 10 feststeht, während ein äußerer Laufring 26 relativ zu dem Gehäuse 14 feststeht.
Ein innerer Laufring 28 des zweiten Lagers steht bezüglich der drehbaren Welle 10 fest. Deshalb kann nur ein äußerer Laufring 30 des zweiten Schrägwälzlagers 18 axial verschoben werden, um das erste und das zweite Schrägwälzlager 16, 18 in einen vorgespannten Zustand zu bringen.
Eine Vorspanneinrichtung 32 ist eine Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Feder mit hoher Steifigkeit, deren Durchbiegung unbedeutend im Vergleich zu der Verformung des Lagers im Zustand maximaler Vorspannung ist. In Verbindung mit den herkömmlichen vorgespannten Lagern übt die Vorspann­ einrichtung eine Kraft auf den äußeren Laufring 30 des zweiten Schräg­ wälzlagers 18 aus, wodurch das erste und das zweite Schrägwälzlager 16, 18 in den Zustand maximaler Vorspannung versetzt werden. Die einzige Abstützung für die drehbare Welle 10 ist durch das erste und das zweite Schrägwälzlager 16, 18 gebildet.
Die Vorspannung, mit der die Lagerung 16, 18 hergestellt ist, ist der Zustand maximaler Vorspannung, die die Schrägwälzlager 16, 18 in den verschiedenen Betriebszuständen erfahren sollen. Der Zustand maximaler Vorspannung hängt von der Federkonstanten der Vorspanneinrichtung 32 ab, sowie von der Vorspannung, mit der die Lager 16, 18 eingebaut sind, und den Abstandslängendifferentialen zwischen axialen Abstandshaltern 92, 34 der Wellen und des Gehäuses.
Eine Kraft, die von der Antriebseinrichtung 36 durch den äußeren Lauf­ ring 30 des ersten Lagers 18 auf die Vorspanneinrichtung 32 ausgeübt wird, verursacht eine Durchbiegung der Vorspanneinrichtung, wodurch die anfängliche Verformung (Vorspannung) in den Kugeln und den Laufringen der Lager 16 und 18 reduziert wird. Eine Kraft, die durch die Antriebs­ einrichtung 36 ausgeübt wird, wird durch den äußeren Laufring 30 auf die Vorspanneinrichtung 32 übertragen und dann durch einen Führungsring 37 in einem ringförmigen Kanal auf das Gehäuse 14. Auf diese Weise wird eine Vorspannkraft, die durch die Vorspanneinrichtung 32 ausgeübt wird, variiert und umgekehrt auf eine Antriebskraft bezogen, die durch die Antriebseinrichtung 36 ausgeübt wird. Diese Anordnung verhindert die Möglichkeit einer Überlastung der Wälzkörper 31, 31′.
Gemäß der Auslegung hat die Vorspanneinrichtung 32 eine viel größere Steifigkeit als die Lager 16 und 18. Damit sind die Kräfte, die zur Durchbiegung der Vorspanneinrichtung 32 in ihre Maximalstellung (die in der minimalen Vorspannung auf die Lager resultiert) notwendig sind, viel größer als die Reibungskräfte an der Übergangsfläche zwischen dem Lager und dem Gehäuse. Auf diese Weise wird eine exakte Veränderung der Vorspannung bewirkt.
Der axiale Wellen-Abstandshalter oder die Kraftübertragungseinrichtung 34 kann dafür vorgesehen sein, die Kraft von der Vorspanneinrichtung 32 auf das Gehäuse zu übertragen.
Die Antriebseinrichtung 36 kann aus einem hydraulischen Kolben, einem pneumatischen Kolben, einer elektromechanischen Vorrichtung oder irgend­ einem bekannten Element bestehen, in dem die Kraft oder die axiale Verschiebung steuerbar variiert werden können. Hier wird die Antriebs­ einrichtung 36 durch eine Fluidversorgung 41 mit variablem Druck gesteuert, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist.
Die Antriebseinrichtung 36 ist die Vorrichtung, die die Vorspannung verändert. Sie kann die Vorspannung, die auf die Lager ausgeübt wird, nur reduzieren. Die Antriebseinrichtung 36 in Fig. 1 wirkt direkt durch den äußeren Laufring 30 des zweiten Schrägwälzlagers 18. Im Vergleich dazu wirkt die Kraft, die durch Vorrichtungen mit variabler Vorspannung gemäß dem Stand der Technik ausgeübt wird, durch die Wälzkörper 31, 31′ der Lager 16, 18, wobei die Wälzkörper möglicherweise überlastet werden.
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, die Kräfte verändern, neigen dazu, teuer, ungenau oder sperrig zu sein. Die vorliegende Anordnung ermöglicht eine Veränderung der Vorspannung durch die Antriebs­ einrichtung 36 ohne die Gefahr, daß die Wälzkörper 31, 31′ der Lager 16, 18 überlastet werden, und daher ohne daß die Drücke stärker beachtet werden müssen, die durch die Vorrichtung zur Veränderung der Vorspannung ausgeübt werden.
Normale axiale Kräfte auf die drehbare Welle 10 in der Richtung 44 werden normalerweise auf den inneren Laufring 24, auf den Wälzkörper 31 und den äußeren Laufring 26 des ersten Lagers 16 übertragen, sowie auf den Führungsring 37 mit dem ringförmigen Kanal und damit auf das Gehäuse 14.
Normale axiale Kräfte auf die drehbare Welle 10 in der Richtung 46 werden durch den inneren Laufring 28, den Wälzkörper 31′ und den äußeren Laufring 30 des zweiten Lagers 18 auf die Vorspanneinrichtung 32 über­ tragen. Von dort wird die Kraft über den Abstandshalter 34 auf den Führungsring 37 mit dem ringförmigen Kanal und dann auf das Gehäuse 14 übertragen.
Fig. 1 stellt ein System zur Verhinderung relativer axialer Verschiebung zwischen dem äußeren Laufring 26 des ersten Lagers 16 und dem Gehäuse 14 dar. Der Führungsring 37 mit dem ringförmigen Kanal und das Ringglied 37′, die relativ zu dem Gehäuse 14 feststehen, bilden einen ringförmigen Kanal 39, der sich dem äußeren Lauf ring 26 des ersten Lagers 16 anpaßt.
Eine andere Vorrichtung, die eine relative axiale Bewegung zwischen dem äußeren Laufring 26 des ersten Lagers 16 und dem ersten Gehäuse 14 verhindert, ist in Fig. 2 dargestellt, wobei ein Bolzen 48 durch das Gehäuse 14 in irgendein dazwischen liegendes, in den vorhergehenden Absätzen beschriebenes Element eingesetzt ist, wie zum Beispiel den Abstandshalter 34. Die Kräfte werden direkt von dem dazwischenliegenden Teil auf das Gehäuse übertragen.
Die Federkonstanten irgendwelcher Elemente, die auf der der Kraft gegen­ überliegenden Seite des mit dem Bolzen versehenen Elementes angeordnet sind, werden dadurch nicht zu der Federkonstante beitragen, die der Kraft entgegenwirkt. Auf diese Weise kann das gesamte Durchbiegungs­ verhältnis des Systems durch das Einsetzen oder das Entfernen eines oder mehrerer Bolzenglieder gesteuert werden, abhängig davon, welches Element mit Bolzen versehen ist. Darüber hinaus beschränkt der Bolzen 48 eine übermäßige axiale Bewegung der Welle 10 relativ zu dem Gehäuse 14.
Fig. 3 zeigt eine stationäre Welle 54, die in ein rotierendes Gehäuse 56 eingesetzt ist, wobei das rotierende Gehäuse von einem ersten und einem zweiten Schrägwälzlager 58, 59 abgestützt ist. Diese Anordnung funktio­ niert genauso wie die Anordnung der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß ein innerer Laufring 60 des ersten Schrägwälzlagers 58 der einzige von vier Laufringen 60, 62, 64, 66 ist, der axial verschoben werden kann, um die zwei Lager 58, 59 in einen vorgespannten Zustand zu versetzen. Deshalb wirken eine Vorspannvorrichtung 67 und eine Antriebseinrichtung 68 auf gegenüberliegenden Seiten des inneren Laufrings 60 des ersten Schräg­ wälzlagers 58.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung zum Vorspannen einer Vielzahl von Schräg­ wälzlagern 70, 72, die ähnlich der Anordnung der Fig. 1 ist, mit der Ausnahme, daß eine Vorspannvorrichtung 74 auf der anderen Seite des zweiten Schrägwälzlagers 72, vom ersten Schrägwälzlager 70 aus gesehen, angeordnet ist, während eine Antriebseinrichtung 76 zwischen dem ersten und dem zweiten Schrägwälzlager 70, 72 angeordnet ist.
Das erste Schrägwälzlager 70 hat einen inneren Laufring 80 und einen äußeren Laufring 82. Das zweite Schrägwälzlager 72 hat einen inneren Laufring 84 und einen äußeren Laufring 86. Die inneren Laufringe 80 und 84 des ersten und des zweiten Schrägwälzlagers 70 und 72 stehen in axialer Richtung relativ zu der Welle 10 fest. Der äußere Laufring 82 des ersten Schrägwälzlagers 70 ist in seiner axialen Bewegung relativ zu dem Gehäuse eingeschränkt.
Die Vorspanneinrichtung 74 und die Antriebseinrichtung 76 beeinflussen sich gegenseitig, um die Kraft, die auf den äußeren Laufring 86 des zweiten Schrägwälzlagers 72 ausgeübt wird, sowie dessen Position relativ zu dem Gehäuse zu variieren. Der äußere Laufring 86 des zweiten Schräg­ wälzlagers ist (in dieser Anordnung) der einzige Laufring, der sich bewegen kann, um eine Vorspannung zwischen den zwei Lagern 70, 72 zu bewirken.
Diese Anordnungen verdeutlichen die Vorteile, eine Antriebseinrichtung und eine Vorspanneinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten eines axial verschiebbaren Laufrings anzuordnen, um ein Paar oder mehrere Sätze von Schrägwälzlagern in einen variabel vorgespannten Zustand zu versetzen.

Claims (11)

1. Lagervorrichtung mit folgenden Merkmalen:
  • - eine Welle (10; 54);
  • - erste und zweite Schrägwälzlager (16, 18; 58, 59; 70, 72), die axial entlang der Welle angeordnet sind, um die Welle in einer ersten und einer zweiten axialen Richtung abzustützen, wobei die zweite axiale Richtung im wesentli­ chen entgegengesetzt zur ersten Richtung ist,
  • - wobei mindestens ein Laufring (26, 30, 60, 64, 82, 86) jedes Lagers eine große und eine kleine Planfläche besitzt;
  • - eine Vorspanneinrichtung (32; 67; 74) zum Ausüben einer Vorspannkraft auf die Schrägwälzlager, um die Schrägwälzlager in einen Zustand maximaler Vorspannung zu versetzen, und eine gesonderte Einrichtung (36; 68; 76) zum Reduzieren der Vorspannung auf eine gewünschte Größe, die entgegenge­ setzt zu der Vorspanneinrichtung (32; 67; 74) wirkt,
  • - wobei die Vorspanneinrichtung an der großen Planfläche und die Einrichtung zur Reduzierung an der kleinen Planfläche angreift,
  • - wobei die Vorspanneinrichtung (32; 67; 74) eine so große Steifigkeit hat, daß ihre Verformung bei maximal vorgespanntem Lager vernachlässigbar gering ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10; 54) eine drehbare Welle ist und daß das erste und das zweite Schrägwälzlager (16, 18; 58, 59; 70, 72) einen inneren Laufring (24, 28; 60, 64; 80, 84) sowie einen äu­ ßeren Laufring (26, 30; 62, 66; 82, 86) aufweisen, wobei im Abstand dazwischen Wälzkörper (31, 31′) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrich­ tung (32; 67; 74) und die Antriebseinrichtung (36; 68; 76) eine Kraft auf den äuße­ ren Laufring (26, 30; 62, 66; 82, 86) eines der Schrägwälzlager (16, 18; 58, 59; 70, 72) ausüben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14), in dem eine Öffnung (12) ausgebildet ist, wobei die Welle (10; 54) innerhalb der Öffnung (12) angebracht ist, wobei der innere Laufring des ersten Schrägwälzlagers an der Welle (10; 54) fest angebracht ist, während der äußere Laufring des ersten Schrägwälzlagers an dem Gehäuse (14) fest angebracht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrich­ tung (36; 68; 76) das zweite Schrägwälzlager von dem ersten Schrägwälzlager weg beaufschlagt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrich­ tung (36; 68; 76) das zweite Schrägwälzlager auf das erste Schrägwälzlager hin be­ aufschlagt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrich­ tung (32; 67; 74) und die Antriebseinrichtung (36; 68; 76) beide auf den inneren Laufring eines der Schrägwälzlager wirken.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die gesonderte Einrichtung (36; 46) zum Reduzieren der Vorspannung eine Kraft auf den äußeren Laufring des zweiten Schrägwälzlagers ausübt, um die Vorspannung aus dem Zustand maximaler Vorspannung zu reduzieren, und daß
  • - eine Kraftübertragungseinrichtung die inneren Laufringe (24, 28; 80, 84) des ersten und des zweiten Schrägwälzlagers (16, 18; 70, 72) verbindet, um die Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Schrägwälzlager zu übertragen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die gesonderte Einrichtung (36; 46) zum Reduzieren der Vorspannung eine Kraft auf den inneren Laufring des zweiten Schrägwälzlagers ausübt, um die Vorspannung aus dem Zustand maximaler Vorspannung zu reduzieren, und daß
  • - eine Kraftübertragungseinrichtung die äußeren Laufringe (24, 28; 80, 84) des ersten und des zweiten Schrägwälzlagers (16, 18; 70, 72) verbindet, um die Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Schrägwälzlager zu übertra­ gen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lager auf der Welle abstützen, wobei sich ein von den Lagern getra­ genes Gehäuse um die Welle dreht.
11. Verfahren zum Vorspannen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das folgende Schritte aufweist:
  • - Anbringen einer Welle (10; 54) innerhalb einer Öffnung (12), die in einem Gehäuse (14, 56) ausgebildet ist, unter Verwendung des ersten und des zwei­ ten Schrägwälzlagers (16, 18; 58, 59; 70, 72);
  • - die Schrägwälzlager (16, 18; 58, 59; 70, 72) werden unter eine maximale Vorspannung gesetzt, indem eine erste Kraft ausgeübt wird;
  • - die Vorspannung, die auf die Lager ausgeübt wird, wird durch die Ausübung einer zweiten Kraft gesteuert, wodurch die Vorspannung gegenüber der ma­ ximalen Vorspannung reduziert wird.
DE19914126317 1990-08-17 1991-08-08 Lageranordnung mit variabler Vorspannung Expired - Fee Related DE4126317C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/569,012 US5051005A (en) 1990-08-17 1990-08-17 Variable preload bearing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4126317A1 DE4126317A1 (de) 1992-02-20
DE4126317C2 true DE4126317C2 (de) 1995-08-10

Family

ID=24273728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914126317 Expired - Fee Related DE4126317C2 (de) 1990-08-17 1991-08-08 Lageranordnung mit variabler Vorspannung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5051005A (de)
JP (1) JPH0658329A (de)
KR (1) KR0185585B1 (de)
DE (1) DE4126317C2 (de)
FR (1) FR2665935B1 (de)
GB (1) GB2247054B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052956A1 (de) * 2000-10-25 2002-05-02 Alfred Jaeger Elektromotor, insbesondere Motorspindel zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs
DE102010048728A1 (de) 2010-10-16 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lagerring sowie Lageranordnung mit einem Lager
DE102010048546A1 (de) 2010-10-14 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Einstellung der Vorspannung eines Schrägwälzlagers
DE102017219087A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Motorlagerung

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE462572B (sv) * 1988-05-03 1990-07-16 Skf Ab Anordning vid tvaa parvis monterade rullningslager upptagande axiell och radiell belastning
DE4202111A1 (de) * 1992-01-27 1993-07-29 Klein Schanzlin & Becker Ag Einrichtung zur verbindung von koaxialen baueilen
US5388917A (en) * 1992-10-14 1995-02-14 Ntn Corporation Spindle unit
US5603602A (en) * 1994-08-08 1997-02-18 Pratt & Whitney Canada Inc. Pressurized ball bearing assemblies
JP3604431B2 (ja) * 1994-12-13 2004-12-22 光洋精工株式会社 転がり軸受の予圧付与装置
DE19504401C1 (de) * 1995-01-19 1996-02-15 Fooke Gmbh Verfahren zum Einstellen des Lagerspiels von Wälzlagern mit hydraulischen Spannmuttern oder Lagereinstellringen
DE19520507A1 (de) * 1995-06-03 1996-12-05 Audi Ag Vorrichtung zum Vorspannen axial und radial trangender Lager
US6123462A (en) 1998-09-28 2000-09-26 General Electric Company Bearing system having reduced noise and axial preload
US6158898A (en) * 1999-04-14 2000-12-12 National Science Council Preloading regulating mechanism for rolling bearings
US6505968B1 (en) 1999-04-20 2003-01-14 Jpmorgan Chase Bank System for active stiffness, power, and vibration control in bearings
DE19946383A1 (de) * 1999-09-28 2001-04-05 Weck Manfred Regelung der axialen Lagerverspannung durch Zwangspositionierung der Außenringe
AT4394U1 (de) * 1999-10-14 2001-06-25 Steyr Daimler Puch Ag Lagerung einer schnellaufenden welle und verbrennungskraftmaschine mit einer so gelagerten ausgleichswelle
JP2004524986A (ja) * 2001-05-15 2004-08-19 パウル・ミユーラー・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト・ウンターネーメンスベタイリグンゲン 改良された機械加工精度をもつモータスピンドルとそのようなモータスピンドルを運転する方法
EP2085626B1 (de) * 2006-11-13 2013-08-21 JTEKT Corporation Wälzlager und wälzlagervorrichtung
US7997804B2 (en) * 2007-02-06 2011-08-16 Jtekt Corporation Rolling bearing apparatus
DE102008052261A1 (de) * 2008-10-18 2010-04-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgasturbolader
DE102008052490A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Metso Lindemann Gmbh Anordnung zur axialen Abstützung einer Welle einer Arbeitsmaschine
US8439637B2 (en) * 2009-11-20 2013-05-14 United Technologies Corporation Bellows preload and centering spring for a fan drive gear system
DE102010019070A1 (de) 2010-05-03 2011-11-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Einstellvorrichtung für eine Lageranordnung und Verwendung der Einstellvorrichtung
JP5679742B2 (ja) * 2010-09-09 2015-03-04 Dmg森精機株式会社 工作機械の軸受予圧構造
DE102010050706A1 (de) 2010-11-06 2012-05-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lageranordnung zur Lagerung einer Welle
KR20140001942A (ko) 2010-11-19 2014-01-07 그레그 존스 내연 엔진용 터보 과급기 동작 시스템과 방법
US20120144939A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Arne Lars Jonas Kullin Double Bearing Assembly for Rotating Shaft
US8777793B2 (en) 2011-04-27 2014-07-15 United Technologies Corporation Fan drive planetary gear system integrated carrier and torque frame
US10400629B2 (en) 2012-01-31 2019-09-03 United Technologies Corporation Gas turbine engine shaft bearing configuration
US9038366B2 (en) 2012-01-31 2015-05-26 United Technologies Corporation LPC flowpath shape with gas turbine engine shaft bearing configuration
US8863491B2 (en) 2012-01-31 2014-10-21 United Technologies Corporation Gas turbine engine shaft bearing configuration
DE102012210419A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-24 Aktiebolaget Skf Vorrichtung mit wenigstens einem Pendelrollenlager und Verfahren
KR101396561B1 (ko) * 2013-09-09 2014-05-20 주식회사 에코텍 차량 베어링의 가변예압을 이용한 연료 절감장치
JP6484960B2 (ja) * 2014-02-28 2019-03-20 日本精工株式会社 主軸装置
US9702404B2 (en) 2015-10-28 2017-07-11 United Technologies Corporation Integral centering spring and bearing support and method of supporting multiple damped bearings
US10823003B2 (en) * 2018-05-25 2020-11-03 General Electric Company System and method for mitigating undesired vibrations at a turbo machine
US11493407B2 (en) 2018-09-28 2022-11-08 Ge Avio S.R.L. Torque measurement system
US11131407B1 (en) 2018-10-31 2021-09-28 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Preload apparatus
US11021994B2 (en) * 2019-11-01 2021-06-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Flanged integral piston bearing
US12025017B2 (en) * 2022-02-02 2024-07-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Loaded bearing system

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2314622A (en) * 1942-03-21 1943-03-23 Timken Roiler Bearing Company Bearing mounting
DE1834811U (de) * 1961-05-30 1961-07-13 Schaeffler Ohg Industriewerk Spannvorrichtung zum axialen verspannen profilierter laufringe.
US3435930A (en) * 1967-05-25 1969-04-01 Singer Co Tapered roller bearing assemblies for electric motors
GB1535163A (en) * 1975-11-25 1978-12-06 Herbert Ltd A Bearing control system
GB1592491A (en) * 1977-02-17 1981-07-08 British Aerospace Bearing assemblies
GB1604411A (en) * 1978-05-23 1981-12-09 Ransome Hoffmann Pollard Bearing arrangements
US4400098A (en) * 1980-12-15 1983-08-23 Ransome Hoffmann Pollard Limited Bearing arrangements
DE3143344A1 (de) * 1981-10-31 1983-05-19 GMN Georg Müller Nürnberg GmbH, 8500 Nürnberg Einstellbare lagervorspannung
DE3306267A1 (de) * 1983-02-23 1984-08-23 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Vorrichtung zum selbsttaetigen anstellen von paarweise gegeneinander angestellten schraeglagern einer gleit- oder waelzlagerung fuer eine angetriebene welle
JPS60139911A (ja) * 1983-12-27 1985-07-24 Nippon Seiko Kk スピンドルユニツト
US4551032A (en) * 1984-07-16 1985-11-05 The Cross Company Mechanism for pre-loading bearings
JPS61211519A (ja) * 1985-03-13 1986-09-19 Nissan Motor Co Ltd タ−ボチヤ−ジヤの軸受構造
US4657412A (en) * 1985-03-25 1987-04-14 The Torrington Company Variable preload bearing assembly
US4626111A (en) * 1985-07-25 1986-12-02 Farrel Corporation Self-compensating anti-friction bearing clearance device
US4780001A (en) * 1987-02-09 1988-10-25 Werner Tool And Manufacturing Co. Bearing assembly
DE3810448A1 (de) * 1987-04-11 1988-10-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ausgleichseinrichtung fuer ein waelzlager
US4850719A (en) * 1988-09-12 1989-07-25 The Torrington Company Bearing with adjustable stiffness

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052956A1 (de) * 2000-10-25 2002-05-02 Alfred Jaeger Elektromotor, insbesondere Motorspindel zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs
DE102010048546A1 (de) 2010-10-14 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Einstellung der Vorspannung eines Schrägwälzlagers
DE102010048728A1 (de) 2010-10-16 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lagerring sowie Lageranordnung mit einem Lager
WO2012049060A1 (de) 2010-10-16 2012-04-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lagerring mit hydraulischer vorspanneinrichtung sowie lageranordnung mit einem derartigen lagerring
DE102017219087A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Motorlagerung

Also Published As

Publication number Publication date
GB2247054A (en) 1992-02-19
US5051005A (en) 1991-09-24
KR920004739A (ko) 1992-03-28
FR2665935A1 (fr) 1992-02-21
JPH0658329A (ja) 1994-03-01
GB9116994D0 (en) 1991-09-18
FR2665935B1 (fr) 1994-01-21
GB2247054B (en) 1994-06-15
DE4126317A1 (de) 1992-02-20
KR0185585B1 (ko) 1999-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4126317C2 (de) Lageranordnung mit variabler Vorspannung
EP0518052B1 (de) Lagerungseinheit
DE2753108C2 (de) Lageranordnung für die Ritzelwelle eines Kegelzahnrades
EP1106851B1 (de) Wälzlager für Längsbewegungen
DE19960542B4 (de) Hauptwellen-Getriebemechanismus für Kraftfahrzeug-Gangschaltungen und Kegelrollenlager zur Anwendung darin
CH653105A5 (de) Schwingungsgedaempfte lagervorrichtung.
DE102008056024A1 (de) Lageranordnung
DE69434565T2 (de) Axiallageranordnung
DE112018003361B4 (de) Getriebeanordnung
DE102004048720A1 (de) Kugellager, insbesondere zur Lagerung der Hauptspindel einer Werkzeugmaschine
DE102006020271A1 (de) Lagerbaugruppe
EP0785370A1 (de) Kreuzgelenkanordnung für eine Gelenkwelle
DE19644958C2 (de) Getriebe mit stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis
DE3728828C2 (de)
DE4214936A1 (de) Zapfentyp-spurwaelzlager
DE19781289B4 (de) Getriebe mit Lageranordnung
DE10018978C2 (de) Stufenloses verstellbares Toroidgetriebe
DE3914552A1 (de) Waelzlagerung
DE2348986B2 (de) Wälzlager
DE69218799T2 (de) Zusammenbau von rollenlager und käfig
DE19755211B4 (de) Lineare Verstelleinrichtung
DE102006059947A1 (de) Tandem-Lageranordnung mit einer Vorrichtung zum Ausgleich temperaturbedingter Lagerverspannungen
DE19850135C2 (de) Stufenlos verstellbares Toroidgetriebesystem
WO2023227157A1 (de) Lenkungsanordnungen für ein fahrzeug und fahrzeug mit einer lenksäule und einer lenkungsanordnung
DE60310869T2 (de) Lagervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee