DE4328081A1

DE4328081A1 - Verfahren zum Vorspannen und Herstellen von durch Vorspannung einstellbaren Wälzlagern

Info

Publication number: DE4328081A1
Application number: DE19934328081
Authority: DE
Inventors: Toru Takamizawa; Seizo Miyazaki
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1994-06-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen von durch Vorspannung einstellbaren Wälzlagern für den Einbau in ver schiedene Präzisionsdrehteile, zum Beispiel Wellenmotoren, Drehbetätigungseinrichtungen, Drehcodiereinrichtungen und dergleichen, für Videobandrekorder (VTR), Hartplattenantriebe (HDD) und Laserstrahldrucker (LBP) zum drehbaren Lagern ihrer sich drehenden Elemente. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen solcher durch Vorspannung einstell baren Wälzlager.

Zur drehbaren Lagerung einer Welle eines Videobandrekorders oder eines Hartplattenantriebs bei gleichzeitiger Verhinde rung von Rundlauffehlern (d. h. Bewegungen senkrecht zur Welle) und/oder von axialen Abweichungen, wird ein Kugellager verwendet. Bisher wurde ein Paar von voneinander unabhängigen Kugellagern (von Rillen- oder Schulterbauart) verwendet. Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Montage von Kugel lagern in einem sich drehenden Tragteil wurde auch die Verwendung eines zweireihigen Kugellagers vorgeschlagen.

Ein zweireihiges Kugellager wird hergestellt durch konzen trisches Kombinieren einer Welle 2, die gemäß Fig. 12(A) in ihrer Außenumfangswand zwei tiefe Innenlaufrillen hat, mit einem äußeren Laufring 4, der gemäß Fig. 12(B) in seiner Innenumfangswand zwei tiefe Außenlaufrillen 3, 3 hat, und durch anschließendes drehbares Einsetzen von mehreren Kugeln 5, 5 zwischen den Innenlaufrillen 1, 1 und den entsprechenden Außenlaufrillen 3, 3 gemäß Fig. 12(C). Fig. 12(C) zeigt auch Käfige 6, 6 zum Halten der Kugeln 5, 5 in gleichen Winkelabständen und Dichtungen 7, 7, die Staub und dergleichen am Eindringen in die mit eingesetzten Kugeln versehenen Teile.

Wenn auch die Konstruktion eines solchen zweireihigen Ku gellagers gemäß Fig. 12(C) bereits bekannt ist, war es bisher schwierig, ein zweireihiges Kugellager herzustellen, das sich zum Lagern einer Welle in Videobandrekordern oder Hartplat tenantrieben eignet. Dies kann den im folgenden zu be schreibenden Gründen zugeschrieben werden.

Ein Kugellager zum Lagern einer Welle in Videobandrekordern oder Hartplattenantrieben muß eine extrem hohe Genauigkeit haben, um Rundlauffehler und axiale Versetzungen zu vermei den. Daher wird ein Kugellager für die Lagerung einer der artigen Welle in einem axial vorgespannten Zustand verwendet.

Beim Einsetzen der Kugeln 5 zwischen jeder Innenlaufrille 1 und deren entsprechender Außenlaufrille 3 für den Zusammenbau des Rillenkugellagers werden die Innenlaufrille 1 und die Außenlaufrille 3 exzentrisch zueinander angeordnet, um einen radialen Abstand 8 zu erweitern, der sich in Umfangsrichtung zwischen beiden Laufrillen 1 und 3 an einem Teil hiervon erstreckt, vgl. Fig. 13. Die Kugeln 5, 5 werden am vergrößerten Teil des Abstands 8 zwischen der Innenlaufrille 1 und der Außenlaufrille 3 in gewünschter Anzahl eingesetzt. Danach werden die Innenlaufrille 1 und die Außenlaufrille 3 zuein ander konzentrisch angeordnet und wird die gewünschte Anzahl der Kugeln 5, 5 in gleichen Winkelabständen angeordnet.

Zum Neuanordnen der Anzahl von Kugeln 5, 5, die zusammen in den erweiterten Teil des Abstands 8 in gleichen Winkelab ständen, wie oben beschrieben, eingesetzt wurden, müssen die einzelnen Kugeln 5, 5 auf und gegenüber der Innenlaufrille 1 und der Außenlaufrille 3 gleiten. Wenn die einzelnen Kugeln 5, 5 durch die Innenlaufrille 1 und die Außenlaufrille 3 kräftig unter Druck gesetzt werden, mit anderen Worten, in diesem Augenblick sich in einem vorgespannten Zustand be finden, werden die Rollflächen der Innenlaufrille 1, der Außenlaufrille 3 und der Kugeln 5, 5 leicht beschädigt. Ihre Beschädigung führt zu dem Problem, daß während der Drehung Schwingungen auftreten oder die Lebensdauer beeinträchtigt wird.

Für den Fall einer Konstruktion, bei der zwei einreihige Rillenkugellager im Abstand angeordnet sind, wie zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) SHO 57-200722 angegeben, wird jedes Kugellager ohne Vorspannung zusammengebaut, so daß diese Konstruktion frei von den oben angegebenen Nachteilen ist. Jedoch ist die Montagearbeit bei den Kugellagern mühsam.

Ferner sind zweireihige Rillenkugellager zum Spannen von Riemenscheiben oder für Wasserpumpen beispielsweise angegeben in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen (Kokai) SHO 61-65913 und SHO 61-79899 und in den offengelegten japa nischen Gebrauchsmusteranmeldungen SHO 50-101753 und SHO 56-127456. Diese Lager müssen jedoch keine hohe Drehgenauig keit haben und werden in einem Zustand ohne Vorspannung ver wendet. Sie können daher nicht zum Lagern von Wellen in Vi deobandrekordern, Hartplattenantrieben oder dergleichen ver wendet werden.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) SHO 61-145761 gibt ein zweireihiges Schrägrollenlager an, während die offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai) SHO 62-22323 ein zweireihiges Kugellager angibt, das als Kombination eines Rillenkugellagers und eines Schrägkugel lagers gebaut ist. Für den Zusammenbau eines Schrägkugella gers muß ein Außenlaufring erhitzt werden, wie zum Beispiel in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokoku) SHO 39-3916 angegeben, so daß sich der Außenlaufring erwei tert und die Schulterteile jeder Laufrille und/oder die Rollflächen der Kugeln schützt, wenn sich die Kugeln an den Schulterteilen vorbeibewegen. Die Arbeit des Zusammenbaus ist daher mühsam.

Die japanische Patent-Veröffentlichung (Kokoku) SHO 57-140912 gibt eine Erfindung an, bei der nach einem ohne Vorspannung erfolgten Zusammenbau eines zweireihigen Rillenkugellagers mit einem Außenlaufring, der gebildet ist als Kombination eines Hauptaußenlaufrings und eines gegenüber diesem axial verschiebbaren Nebenaußenlaufrings, der Nebenaußenlaufring zur Ausübung einer gegebenen Vorspannung verschoben und dann durch ein Drückglied festgelegt wird. Sie gibt auch eine Er findung an, bei der durch axiales Drücken des Nebenaußen laufrings mit einer Feder eine gegebene Vorspannung ausgeübt wird. Die in dieser Patentveröffentlichung angegebenen Er findungen erfordern jedoch ein derartiges Drückglied oder eine derartige Drückfeder. Dies ergibt eine beschwerlichere Handhabung oder Kontrolle von Teilen und auch eine mühsamere Montagearbeit. Darüber hinaus kann das Kugellager eine unzu lässig große axiale Länge erfordern.

Die US-PS 4 900 958 gibt Konstruktionen an, wie sie in Fig. 14 bzw. 15 gezeigt sind. Im Fall der Konstruktion von Fig. 14 sind Kugellager 9, 9 der Rillenkugellagerbauart (oder der Schrägkugellagerbauart) als Paar zwischen einer Außenum fangswand einer Welle 2 und einer Innenumfangswand eines Gehäuses 10 angeordnet, wobei Innenlaufringe 11, 11 der beiden Kugellager 9, 9 aufeinanderzu verschoben werden, um auf die Kugeln 5, 5 beider Kugellager 9, 9 eine Vorspannung auszuüben.

Wie im einzelnen beschrieben, wird eine Endfläche eines der Innenlaufringe, d. h. des in Fig. 14 rechten Innenlaufringes 11, in Anlage an einen Anschlagring 12 gebracht, und wird der andere Innenlaufring, d. h. der in Fig. 14 linke Innenlauf ring 11, zum Anschlagring 12 gedrückt, wodurch eine Vorspan nung ausgeübt wird. Der linke Innenlaufring 11 wird durch einen Klebstoff oder einen Schrumpfsitz auf der Welle 2 festgelegt. Daher muß der linke Innenlaufring 11 ständig mit einer der Vorspannung entsprechenden Kraft zum Anschlagring 12 gedrückt werden, bis der Klebstoff fest ist oder der er hitzte linke Innenlaufring schrumpft.

Im Fall der Konstruktion von Fig. 15 andererseits, sind die Innenlaufringe 1, 1 in zwei Reihen in einer Außenumfangswand einer Welle 2 ausgebildet. Ein Abstandsstück 13 befindet sich zwischen Außenlaufringen 4, 4, die als Paar in ein Gehäuse 10 eingesetzt sind. Durch das Abstandsstück 13 werden beide Außenlaufringe 4, 4 voneinander weg gedrückt, so daß auf die Kugeln 5, 5 eine Vorspannung ausgeübt wird.

Ferner gibt die offengelegte japanische Gebrauchsmuster anmeldung (Kokai) HEI 3-36517 die in Fig. 16 gezeigte Kon struktion an. Durch eine zwischen zwei Außenlaufringen 4, 4 angeordnete Blattfeder 14 werden beide Außenlaufringe 4, 4 voneinander weg gedrückt, so daß auf die Kugeln 5, 5 eine Vorspannung ausgeübt wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) HEI 3-222661 und die US-PS 5 045 738 geben die in Fig. 17 bzw. 18 gezeigten Konstruktionen an. Bei der Konstruktion von Fig. 17 wird eine Vorspannung dadurch ausgeübt, daß eine Blattfeder 14 auf einen in ein Gehäuse eingesetzten Außenlaufring 4 drückt. Bei der Konstruktion von Fig. 18 andererseits wird ein Außenlaufring 4 durch einen Klebstoff oder Schrumpfsitz am Gehäuse 10 während der Ausübung einer gegebenen Vorspan nung befestigt. Von zweireihigen Auslaufrillen 3, 3 ist eine hiervon in einer Innenumfangswand eines Außenlaufrings 4 ausgebildet, während die andere Außenlaufrille 3 in einer Innenumfangswand des Gehäuses ausgebildet ist.

Wenn auch nicht dargestellt, so geben die offengelegte ja panische Patentanmeldung (Kokai) SHO 61-145761 und die US-PS 4 713 704 eine Konstruktion an, bei der eine von zweireihigen Innenlaufrillen in einer Außenumfangswand einer Welle aus gebildet ist, während die andere Innenlaufrille in einer Außenumfangswand eines auf die Welle aufgesetzten Innen laufrings ausgebildet ist, wobei der Innenlaufring auf die Welle geklebt oder an ihr befestigt wird, während auf die Kugeln eine geeignete Vorspannung ausgeübt wird.

Die oben beschriebenen Konstruktionen von Fig. 14 bis 18 und diejenige der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) SHO 61-145761 haben nicht nur das Problem, daß sie, wie oben beschrieben, eine mühsame Montagearbeit und Hand habung oder Kontrolle der Teile benötigen, sondern zur Ent wicklung geringer Schwingungen neigen. Bei jeder der oben beschriebenen herkömmlichen Konstruktionen neigt jeder In nenlaufring 11 oder Außenlaufring 4 unter der Vorspannung zum Kippen, wenn auch das Ausmaß des Kippens nicht sehr groß sein kann, weil der Innenlaufring 4 auf der Welle 2 lose aufgepaßt ist (im Fall der Konstruktion von Fig. 14) oder der Außen laufring 4 im Gehäuse lose eingesetzt ist (im Fall der Kon struktionen von Fig. 15 bis 18). Im gekippten Zustand er zeugt das so eingebaute Lager geringe Schwingungen während der Drehung, die zu dem möglichen Problem führen, daß die Leistungsfähigkeit von Hartplattenantrieben oder dergleichen mit dem darin eingebauten Lager vermindert werden kann.

Das Befestigen des Innenlaufrings 11 auf der Welle 2 oder des Außenlaufrings 4 am Gehäuse 10 mit Hilfe von Klebstoff oder Schrumpfsitz erfolgt in der Fabrik, in der das Wälzlager hergestellt wird. Infolgedessen kann der Benutzer, der das Lager kauft, und es in einen Hartplattenantrieb oder der gleichen einbaut, die Vorspannung des Lagers nicht verändern. Es ist daher üblich, daß das Lager, wie gekauft, ohne Ein stellung seiner Vorspannung verwendet wird, selbst wenn der Benutzer wünscht, die Vorspannung abweichend von der Vor schrift einzustellen.

Damit Hartplattenantriebe oder dergleichen ihre beste Lei stung haben, wird vorzugsweise die Vorspannung des Lagers entsprechend seiner Benutzungsart eingestellt.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) HEI 1-266320 gibt eine Konstruktion an, die eine Einstellung der Vorspannung gestattet. Die Außenlaufringe eines Wälzlagers werden durch eine piezoelektrische Betätigungseinrichtung so voneinander weg gedrückt, daß auf das Wälzlager eine Vor spannung ausgeübt wird. Die Vorspannung ist einstellbar durch Steuern einer an der piezoelektrischen Betätigungseinrichtung angelegten Spannung. Die in dieser Patentveröffentlichung angegebene Konstruktion kann jedoch eine Zunahme der Gesamt abmessungen des Wälzlagers nicht vermeiden. Das so herge stellte Wälzlager kann in ein großes Gerät, wie eine Werk zeugmaschine, eingebaut werden, sein Einbau in ein kleines Gerät, wie einen Hartplattenantrieb, ist jedoch schwierig.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Lei stungsfähigkeit von verschiedenen Geräten mit einem drehbaren tragenden Teil durch Verbessern der Genauigkeit eines vorge spannten Wälzlagers ohne das Erfordernis von besonders müh samen Montagearbeiten, Teilehandhabungen oder Kontrolle.

Eine spezielle Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Vorspannverfahrens für ein durch eine Vorspannung einstell bares Wälzlager, das die oben angegebenen Probleme oder Nachteile überwinden kann.

Eine weitere spezielle Aufgabe der Erfindung ist die Schaf fung eines Herstellungsverfahrens für ein solches in der Vorspannung einestellbares Wälzlager, das die oben beschrie benen Probleme oder Nachteile überwinden kann.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zum Vorspannen eines ersten durch Vorspannung einstellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreh einheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die aufeinander zu unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der vierte Laufring dem zweiten Laufring der ersten Drehein heit gegenüberliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte Laufring gegenüber der zweiten Dreheinheit vom vierten Laufring weg unbeweglich ist, wobei der vierte Laufring mit der zweiten Dreheinheit mit Preßsitz derart verbunden ist, daß er gegenüber der zweiten Dreheinheit bewegbar ist, und wobei der vierte Lauf ring zum dritten Laufring unter einem axialen Druck bewegbar ist, der zwischen dem vierten Laufring und der zweiten Dreh einheit ausgeübt wird, gekennzeichnet durch Ausüben von axialem Druck zwischen dem vierten Laufring und der zweiten Dreheinheit und durch Bewegen des dritten Laufrings zum vierten Laufring, bei gleichzeitigem durch eine Vorspannungsmeßeinrichtung erfol gendem Messen einer Vorspannung zwischen den ersten, zweiten, dritten und vierten Laufringen sowie der ersten und zweiten Reihe von Kugeln, wodurch die Vorspannung auf einen gegebenen Wert festgelegt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch ein Ver fahren vorgesehen zum Vorspannen eines zweiten durch Vor spannung einstellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreheinheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die gegen einander unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegen überliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln ange ordnet ist, wobei der vierte Laufring den zweiten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte und der vierte Laufring mit der zweiten Dreheinheit mit Preßsitz derart verbunden sind, daß sie gegenüber der zweiten Dreh einheit verschiebbar sind, und wobei der dritte und der vierte Laufring unter einem axialen Druck zueinander bewegbar sind, der zwischen dem dritten und dem vierten Laufring aus geübt wird, gekennzeichnet durch Ausüben von axialem Druck zwischen dem dritten und dem vierten Laufring und durch Bewegen des dritten und des vierten Laufrings zuein ander, bei gleichzeitigem durch eine Vorspannungsmeßein richtung erfolgendem Messen einer Vorspannung zwischen den ersten, zweiten, dritten und vierten Laufringen sowie der ersten und zweiten Reihe von Kugeln, wodurch die Vorspannung auf einen gegebenen Wert festgelegt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch ein Ver fahren vorgesehen zum Herstellen des ersten durch Vorspannung einstellbaren Lagers, das sich auszeichnet durch Ausbilden von wenigstens einer Laufrille im vierten Laufring im An schluß an das Verbinden des vierten Laufrings mit der zweiten Dreheinheit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch ein Ver fahren vorgesehen zum Herstellen des zweiten durch Vorspan nung einstellbaren Lagers, das sich auszeichnet durch Aus bilden von wenigstens einer Laufrille in jedem der dritten und vierten Laufringe im Anschluß an das Verbinden der drit ten und vierten Laufringe mit der zweiten Dreheinheit.

Die oben beschriebenen Vorspannverfahren und Herstellungs verfahren nach der Erfindung gestatten den Zusammenbau eines Wälzlagers ohne Beschädigung der Kugelrollflächen, der zwei reihigen Innenlaufrillen und der zweireihigen Außenlaufril len, während die Ausübung einer axialen Vorspannung auf jede Kugel möglich ist. Der Zusammenbau des Wälzlagers ist daher einfach und unkompliziert. Das vorgespannte Wälzlager kann bei geringen Kosten mit geringen Abmessungen hergestellt werden, bei gleichzeitiger Erzielung einer hochgenauen La gerung für die Drehung. Auf Grund der Vermeidung von Be schädigungen während seiner Herstellung kann das so he rgestellte Wälzlager eine hohe Leistungsfähigkeit, Lebens dauer und Zuverlässigkeit aufweisen.

Da die zweite Dreheinheit mit dem vierten Laufring durch Preßsitz derart verbunden ist, daß er gegenüber der zweiten Dreheinheit bewegbar ist, kippt der vierte Laufring beim Vorspannen nicht und ist darüber hinaus bei Ausübung einer axialen Kraft verschiebbar, die größer als die durch den Preßsitz ausgeübten Haltekraft ist. Dies ermöglicht eine nachfolgende Einstellung einer Vorspannung, die bereits auf das Lager ausgeübt wurde, wodurch die Vorspannung gemäß dem Gerät, in dem das Lager eingebaut ist, auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1(A) bis 1(D) Querschnitte einer ersten Ausführungsform der Erfindung in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte;

Fig. 2(A) bis 2(E) Querschnitte einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte;

Fig. 3(A) bis 3(E) teilweise (halbe) Querschnitte einer dritten Ausführungsform der Erfindung in der Reihenfolge der Herstellungsschritte;

Fig. 4(A) und 4(B) teilweise (halbe) Querschnitte einer vierten Ausführungsform der Erfindung in der Rei henfolge der Herstellungsschritte;

Fig. 5(A) und 5(B) teilweise (halbe) Querschnitte einer fünften Ausführungsform der Erfindung in der Reihenfolge der Herstellungsschritte;

Fig. 6 einen Querschnitt eines ersten Beispiels von Verfahren zum Einstellen einer Vorspannung;

Fig. 7 einen Querschnitt eines zweiten Beispiels der Verfahren zum Einstellen einer Vorspannung;

Fig. 8 einen Querschnitt eines dritten Beispiels der Verfahren zum Einstellen einer Vorspannung;

Fig. 9 einen Querschnitt eines vierten Beispiels der Verfahren zum Einstellen einer Vorspannung;

Fig. 10 einen Querschnitt eines fünften Beispiels der Verfahren zum Einstellen einer Vorspannung;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Lagers von Fig. 10, gesehen von einer Seite in Fig. 10;

Fig. 12(A) bis 12(C) eine Seitenansicht bzw. Längsschnitte von Teilen eines herkömmlichen Wälzlagers und des zu sammengebauten Wälzlagers;

Fig. 13 einen teilweisen Querschnitt eines Kugellagers, bei dem die Außenlaufringe und die entsprechenden In nenlaufringe zum Einsetzen von Kugeln exzentrisch gemacht sind;

Fig. 14 einen teilweisen (halben) Querschnitt eines ersten Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen;

Fig. 15 einen teilweisen (halben) Querschnitt eines zweiten Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen;

Fig. 16 einen teilweisen (halben) Querschnitt eines dritten Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen;

Fig. 17 einen teilweisen (halben) Querschnitt eines vierten Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen;

Fig. 18 einen teilweisen (halben) Querschnitt eines fünften Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen;

Fig. 19 einen Querschnitt mit einer Darstellung des Ver fahrens zum Einstellen eine Vorspannung eines La gers bei dessen Einbau in einen Motor für einen Hartplattenantrieb;

Fig. 20 einen Querschnitt mit einer Darstellung einer Ab änderung des Verfahrens von Fig. 19;

Fig. 21 einen Querschnitt mit einer Darstellung einer wei teren Abänderung des Verfahrens von Fig. 19;

Fig. 22 einen Querschnitt des Kugellagers von Fig. 2(E), eingebaut in einem Motor;

Fig. 23 einen Querschnitt mit einer Darstellung eines wei teren Verfahrens zum Einstellen einer Vorspannung.

Im folgenden wird die erste Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 1(A) bis 1(D) beschrieben. Bei einer Welle 15 sind ein Teil 15a mit kleinem Durchmesser und ein Teil 15b mit großem Durchmesser durch einen abgestuften Teil 15c mit einander verbunden, vergleiche Fig. 15(A). In der als erste Umfangswand dienenden Außenumfangswand des Teils 15b mit großen Durchmesser ist eine tiefe innere Laufrille 16 als Hauptlaufrille ausgebildet. Im freien Zustand ist der In nendurchmesser eines Innenlaufrings 17 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Teils 15a mit dem kleinen Durchmesser. Dieser Innenlaufring 17 hat eine tiefe innere Nebenlaufrille 18 in seiner Außenumfangswand.

Bei der Herstellung eines Wälzlagers mit der Welle 15 und dem Innenlaufring 17 wird letzterer in einem ersten Schritt auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 mit aus reichend festem Sitz aufgepaßt (d. h. mit einer Festigkeit, die ausreicht, zum Verhindern jeglicher Verschiebung des In nenlaufrings 17 gegenüber dem Teil 15a mit kleinem Durchmes ser selbst bei einer durch Ausübung einer Vorspan nung erzeugten Reaktionskraft), wie in Fig. 1(B) dargestellt. Ein Abstand P₁ zwischen der Hauptinnenlaufrille 16 in der Außenumfangswand des Teils 15b mit großem Durchmesser und der Nebeninnenlaufrille 18 in der Außenumfangswand des inneren Laufrings 17 ist größer eingestellt als ein Abstand p₁, der zum Ausüben einer gegebenen Vorspannung auf das Wälzlager nach dessen Fertigungsstellung erforderlich ist, d. h. P₁ < p₁.

Im Anschluß daran werden in einem zweiten Schritt die Welle 15 und der Innenlaufring 17, die im ersten Schritt zusammen gebaut wurden, in einen zylindrischen Außenlaufring 19 ein gesetzt. In der Innenumfangswand des Außenlaufrings 15 sind zwei tiefe Außenlaufrillen 43, 43 ausgebildet. Die paarweise angeordneten Außenlaufrillen 43, 43 befinden sich gegenüber den inneren Haupt- und Nebenlaufrillen 16 bzw. 18.

Im Anschluß daran werden in einem dritten Schritt die Welle 15 und die inneren und äußeren Laufringe 17, 18 zueinander so exzentrisch angeordnet, daß sich gemäß Fig. 13 an gewissen Teilen radiale Abstände 8 erweitern, die sich in Umfangs richtung zwischen den paarweise angeordneten Außenlaufrillen 43, 43 und den inneren Haupt- und Nebenlaufrillen 16, 18 er strecken. Durch die Teile der so erweiterten Abstände werden Kugeln 5, 5 in gewünschter Anzahl in die jeweiligen Abstände eingesetzt.

Dann werden in einem vierten Schritt die Welle 15 und die inneren sowie äußeren Laufringe 17, 19 konzentrisch zuein ander angeordnet, während die gewünschte Anzahl von Kugeln 5, 5 in Umfangsrichtung bewegt wird, die in die jeweiligen Ab stände zwischen den paarweisen äußeren Laufrillen 43, 43 und den inneren Haupt- und Nebenlaufrillen 16, 18 eingesetzt wurden, wodurch die einzelnen Kugeln in gleichen Winkelab ständen angeordnet werden. Zusätzlich werden gemäß Fig. 1(C) Käfige 6, 6 an den jeweiligen Reihen von Kugeln so angeord net, daß die einzelnen Kugeln 5, 5 in gleichen Winkelabstän den gehalten werden. Dichtungen 7, 7 können bei Bedarfan der Innenumfangswand des Außenlaufrings 19 an dessen entgegenge setzten Enden angeordnet werden. In diesem Zeitpunkt wird keine Vorspannung auf die einzelnen Kugeln 5, 5 ausgeübt.

Schließlich wird in einem fünften Schritt der Innenlaufring 17 axial auf der Außenumfangswand der Welle 15 zum abgestuf ten Teil 15c hin verschoben (d. h. in Fig. 1(D) nach links), wodurch der Abstand zwischen der inneren Hauptlaufrille 16 und der inneren Nebenlaufrille 18 auf den Abstand p₁ ver kleinert wird, der zum Ausüben der gegebenen Vorspannung be nötigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Kugeln 5, 5 mit der gegebenen Vorspannung beaufschlagt, so daß das Lager als vorgespanntes Wälzlager fertiggestellt ist. Selbst bei Been digung des Zusammenbaus befindet sich ein Abstand zwischen dem gestuften Teil 15c und der nahegelegenen Endfläche des Innenlaufrings 17.

Bei dem in der oben beschriebenen Weise hergestellten vor gespannten Wälzlager tritt eine Haltekraft auf, die größer als eine der Vorspannung entsprechende axiale Last ist, wobei die Haltekraft auf der Reibkraft des Preßsitzes zwischen der inneren Umfangswand des Innenlaufrings 17 und der äußeren Umfangswand des Teils 15a mit dem kleinen Durchmesser beruht. Ohne daß zwischen der Welle 15 und dem Innenlaufring ein Klebstoff aufgebracht werden muß, wird der Innenlaufring 17 nicht verschoben und geht die ausgeübte Vorspannung nicht verloren. Die so fertiggestellte Anordnung kann daher als einstückiges Kugellager gehandhabt werden. Dies kann somit die Arbeit erleichtern, die zum Herstellen eines Lagerteils für eine Welle in einem Videobandrekorder oder einem Hart plattenantrieb erforderlich ist. Auf Grund der in axialer Richtung ausgeübten Vorspannung kann die drehbare Lagerung der Welle mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Jedoch kann der Innenlaufring 17 gegenüber dem Teil 15a mit kleinem Durchmesser durch Ausüben einer axialen Kraft ver schoben werden, die größer als die durch den Preßsitz er zeugte Haltekraft ist. Es ist daher möglich, die auf das Wälzlager ausgeübte Vorspannung einzustellen, und zwar zu vergrößern oder zu verkleinern unter der Voraussetzung, daß eine geeignete Kraft, die größer als die oben angegebene Last ist, auf den Innenlaufring 17 ausgeübt wird, so daß dieser axial verschoben wird.

Fig. 2(A) bis 2(E) zeigen die zweite Ausführungsform. Im Ge gensatz zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform, bei der im ersten Schritt der Innenlaufring 17 mit der vorher in seiner Außenumfangswand ausgebildeten inneren Nebenlaufrille 18 außen auf die Welle 15 aufgepaßt wurde, deren Innenlauf rille 16 vorher in ihrer Außenumfangswand ausgebildet wurde, werden bei der zweiten Ausführungsform die äußeren Haupt- und Nebenlaufrillen 16a, 18a in den äußeren Umfangswänden der Welle 15 bzw. des Innenlaufrings 17a ausgebildet im Anschluß an das äußere Aufpassen des Innenlaufrings 17a auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser, wie in Fig. 2(A) bis 2(C) dieser Ausführungsform gezeigt.

Durch Verwendung einer derartigen Konstruktion kann das äußere Aufpassen des Innenlaufrings 17a auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser verhindern, daß der Innenlaufring 18 in eine nicht kreisförmige Gestalt verformt oder verwunden wird, vgl. Fig. 1(A) bis 1(D). Mit anderen Worten, diese Ausfüh rungsform ist gekennzeichnet durch die Ausbildung der inneren Nebenlaufrille 18a nach dem Zusammenbau der Welle 15 mit dem inneren Laufring 17a. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Rundheit der inneren Laufrille 18a auf ein hohes Niveau und darüber hinaus eine Minimierung der Exzentrizität zwischen der inneren Laufrille 18a und der Welle 15.

Die übrige Konstruktion und Arbeitsweise sind wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, so daß gleiche Bauelemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen weggelassen ist.

Als nächstes wird auf Fig. 3(A) bis 3(E) Bezug genommen, die die dritte Ausführungsform der Erfindung zeigen. Gemäß Fig. 3(A) sind in der Innenumfangswand des äußeren Hauptrings 20 ausgebildet: ein Teil 20a mit kleinem Durchmesser, ein Teil 20b mit großen Durchmesser und ein gestufter Teil 20c, der die Teile 20a und 20b miteinander verbindet. Ein äußerer Ne benlaufring 21 kann in den Teil 20b mit großem Durchmesser innen eingesetzt werden. In der Innenumfangswand des äußeren Nebenlaufrings 21 und der Innenumfangswand des Teils 20a mit kleinem Durchmesser sind auf ihrem gesamten Umfang Laufrillen 22b bzw. 22a ausgebildet. Ferner ist der Außendurchmesser des äußeren Nebenlaufrings 21 in freiem Zustand etwas größer als der Innendurchmesser des Teils 20b mit großem Durchmesser.

Zur Herstellung eines vorgespannten Wälzlagers unter Ver wendung des äußeren Hauptrings 20 und des äußeren Nebenrings 21 wird in einem ersten Schritt der äußere Nebenlaufring 21 zuerst in den Teil 20b mit großen Durchmesser mit ausrei chender Paßfestigkeit eingesetzt, vgl. Fig. 3(B), und werden in den Laufrillen 22a, 22b eine äußere Hauptlaufrille 23 als Hauptrille bzw. eine äußere Nebenlaufrille 24 als Neben laufrille ausgebildet.

Wie oben beschrieben, werden die äußeren Haupt- und Neben laufrillen 23, 24 nach dem Zusammenbau des äußeren Haupt laufrings 20 und des äußeren Nebenlaufrings 21 ausgebildet. Die Rundheit dieser äußeren Laufrillen 23, 24 kann daher auf ein hohes Niveau verbessert werden, und es kann darüber hinaus die Exzentrizität zwischen den äußeren Laufrillen 23, 24 und der äußeren Umfangswand des äußeren Hauptlaufrings 20 minimiert werden. Übrigens sollte der Abstand P₂ zwischen der äußeren Hauptlaufrille 23 und der äußeren Nebenlaufrille 24, die, wie oben beschrieben, ausgebildet sind, größer als ein Abstand p₂ sein, der zum Ausüben einer gegebenen Vorspannung benötigt wird (P₂<p₂), vgl. Fig. 3(E).

Als nächstes wird in einem zweiten Schritt eine Welle mit in der Außenumfangswand ausgebildeten Laufrillen 1, 1 (siehe die nachfolgend beschriebene Fig. 3(D)) in den äußeren Haupt laufring 20 und den äußeren Nebenlaufring 21 eingesetzt, die im ersten Schritt zusammengebaut wurden, wodurch die paar weisen inneren Laufrillen 1, 1 gegenüber den äußeren Haupt- und Nebenlaufrillen 23 bzw. 24 angeordnet werden.

Danach werden in einem dritten Schritt gemäß Fig. 13 die Welle 2 und der äußere Hauptlaufring 20 sowie der äußere Nebenlaufring 21 zueinander exzentrisch angeordnet und Kugeln 5, 5 in benötigter Anzahl in Zwischenräume zwischen den paarweisen inneren Laufrillen 1, 1 und den äußeren Haupt- und Nebenlaufrillen 23 bzw. 24 eingesetzt.

Als nächstes werden in einem vierten Schritt gemäß Fig. 3(D) die Welle 2 sowie der äußere Hauptlaufring 20 sowie der äußere Nebenlaufring 21 zueinander konzentrisch angeordnet, wobei die in der benötigten Anzahl zwischen die paarweisen inneren Laufrillen 1, 1 und die äußeren Haupt und Neben laufrillen 23, 24 eingesetzten Kugeln 5, 5 in gleichen Win kelabständen angeordnet werden. In diesem vierten Schritt werden an den in gleichen Abständen angeordneten Kugeln 5, 5 Käfige 6, 6 angebracht.

Schließlich wird in einem fünften Schritt der äußere Neben laufring 21 axial, d. h. in Fig. 3(D) nach links, längs der Innenumfangswand des äußeren Hauptlaufrings 20 so verschoben, daß gemäß Fig. 3(E) der Abstand zwischen der äußeren Haupt laufrille 23 und der äußeren Nebenlaufrille 24 auf den zur Ausübung einer gegebenen Vorspannung benötigten Abstand p₂ verkürzt wird. In diesem Zeitpunkt wird die gegebene Vor spannung auf die Anzahl von Kugeln 5, 5 ausgeübt. Danach werden Dichtungen 7, 7a angebracht, so daß das Wälzlager fertig ist.

Wenn auch bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform die äußere Hauptlaufrille 23 unmittelbar in der Innenum fangswand des äußeren Hauptlaufrings 20 ausgebildet wurde, können zwei äußere Nebenlaufringe 21, 21a in einen äußeren Hauptlaufring 20A eingesetzt werden, der seinerseits keine äußere Laufrille hat, wie bei der in Fig. 4(A) und 4(B) ge zeigten vierten Ausführungsform. Ähnlich können die erste und die zweite Ausführungsform mit zwei inneren Laufringen 17, 17b ausgebildet sein, die außen auf die Welle 2 aufgepaßt sind, vgl. Fig. 5(A) und 5(B), die die fünfte Ausführungsform zeigen. Wenn, wie oben beschrieben, Nebenlaufringe und innere Laufringe als Paar vorgesehen sind, werden einer der äußeren Nebenlaufringe oder inneren Laufringe oder beide bei Ausübung einer Vorspannung verschoben.

Es folgt nun eine Beschreibung eines Verfahrens zum Einstellen der Verschiebung des Teils 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 (oder des Teils 20b mit großen Durchmesser des äußeren Hauptlaufrings 20) zur Ausübung einer geeigneten Vorspannung. Fig. 6 zeigt ein Beispiel des Verfahrens. Beim Zusammenbau eines durch ein solches Verfahren gemäß Fig. 1 hergestellten vorgespannten Wälzlagers wird ein Endteil (linker Endteil in Fig. 6) der Welle 15 durch einen Halter 25 gehalten und wird ein Vibrator 26 in Anlage an der Endfläche (linke Endfläche in Fig. 6) des äußeren Laufrings 19 gebracht zur Übertragung von Schwingungen über den äußeren Laufring 20 auf das Wälzlager. Ferner wird ein Schwingungssensor 27 in Anlage an der entgegengesetzten Endfläche (rechte Endfläche in Fig. 6) des äußeren Laufrings 19 gebracht, so daß eine Resonanzfrequenz des Wälzlagers gemessen werden kann.

Die Resonanzfrequenz des Wälzlagers, die durch den Schwin gungssensor 27 ermittelt werden kann, wird in einen Regler 30 über einen Verstärker 28 und einen FFT-Analysator 29 einge geben, der eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) aus führt. Dieser Regler 30 regelt einen Drücker 31, der den inneren Laufring 17 auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 drücken kann. Beim dargestellten Beispiel wird als Drücker 31 ein Hydraulikzylinder verwendet. Der Regler 30 regelt die Menge oder den Druck eines in den Drücker 31 zu liefernden Arbeitsdruckmittels derart, daß die Kraft, mit der ein Drückarm 32 des Drückers 31 auf den inneren Laufring 21 drückt, eingestellt werden kann.

Wenn bei der Herstellung des Wälzlagers durch Drücken des inneren Laufrings 17 auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser auf die einzelnen Kugeln 5,5 eine geeignete Vorspannung aus geübt wird, wird das Arbeitsdruckmittel zum Drücker 31 ge liefert, der durch den Drückarm 32 auf den inneren Laufring 17 drückt, während die Resonanzfrequenz des Wälzlagers durch den Schwingungssensor 27 gemessen wird. Als Ergebnis wird der innere Laufring 17 mit Preßsitz auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 17 gedrückt. Wenn die Resonanzfrequenz im wesentlichen in Übereinstimmung mit einer gegebenen Fre quenz gebracht ist, wird die Zufuhr des Arbeitsdruckmittels in den Drücker 31 unterbrochen zur Vervollständigung der Preßsitzarbeit, so daß der Preßsitzvorgang beendet ist. In diesem Zeitpunkt ist ein mit einer geeigneten Vorspannung versehenes Wälzlager fertiggestellt.

Das Vorliegen einer gewissen konstanten Beziehung zwischen einer Resonanzfrequenz und einer Vorspannung eines Wälzlagers ist seit vielen Jahren bekannt, wie beispielsweise in der japanischen Patent-Veröffentlichung (Kokai) HEI 2-61700 an gegeben. Wenn eine Resonanzfrequenz eines Wälzlagers mit derselben Konstruktion wie ein herzustellendes Wälzlager und mit einer geeigneten Vorspannung im voraus gemessen wird, und der zu messende Wert am Regler 30 festgelegt ist, wird die Zufuhr des Arbeitsdruckmittels zum Drücker 31 unterbrochen, wenn die Vorspannung des Wälzlagers die geeignete Vorspannung erreicht hat. Die Arbeit, die zur Ausübung der zweckmäßigen Vorspannung auf das Wälzlager zum Einstellen der Resonanz frequenz erforderliche Arbeit muß nur einmal ausgeführt werden. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellungsarbeit wird folglich selbst dann nicht beeinträchtigt, wenn die Arbeit für das Ausüben der zweckmäßigen Vorspannung mühsam ist.

Als Drücker 31 zum Verschieben des inneren Laufrings 21 kann neben dem in der Zeichnung gezeigten Hydraulikzylinder auch ein Luftzylinder oder eine Vorschubspindel verwendet werden.

Fig. 7 zeigt ein zweites Beispiel des Verfahrens zum Ein stellen einer derartigen Verschiebung. Eine Herstellungsvor richtung zum Ausüben einer geeigneten Vorspannung auf ein durch ein Verfahren gemäß Fig. 5 hergestelltes vorgespanntes Wälzlager ist mit zwei Drückern 33a, 33b an entgegengesetzten Seiten des äußeren Laufrings 19 versehen. Beim dargestellten Beispiel werden als Drücker 33a, 33b Luftzylinder verwendet. Die Menge oder der Druck der zu den jeweiligen Drückern 33a, 33b gelieferten Druckluft wird durch den Regler 34 geregelt. Ein Meßfühler 36 eines Verschiebungssensors 35 wird in Be rührung mit einer Endfläche (rechte Endfläche in Fig. 7) des äußeren Laufrings 19 gehalten, um die Messung einer Ver schiebung des äußeren Laufrings 19 in axialer Richtung zu ermöglichen, d. h. in horizontaler Richtung in Fig. 7. Die Meßwerte des Verschiebungssensors 35 werden in den Regler 34 eingegeben.

Der Regler 34 regelt die Zufuhr von Druckluft zu den jewei ligen Drückern 33a, 33b und auch die Zufuhr des Arbeits druckmittels zu dem den inneren Laufring 17b verschiebenden Drücker 31. Wenn der innere Laufring 17b auf die Welle 2 ge schoben wird, um bei Herstellung des Wälzlagers eine ge eignete Vorspannung auf die einzelnen Kugeln 5, 5 auszuüben, werden die paarweise angeordneten Drücker 33a, 33b abwech selnd betrieben. Während des durch den Verschiebungssensor 35 erfolgenden Messens der Verschiebung des äußeren Laufrings 19 durch den abwechselnden Betrieb der Drücker 33a, 33b wird das Arbeitsdruckmittel zum Drücker 31 geliefert, um den inneren Laufring 17b durch den Drückarm 31 zu verschieben. Infolge dessen wird der innere Laufring 17b mit Preßsitz auf die Welle 2 aufgebracht. Wenn die Verschiebung im wesentlichen gleich dem gegebenen Wert ist, wird die Zufuhr des Arbeits druckmittels zum Drücker 31 unterbrochen und die Verschie bungsarbeit beendet.

Es ist seit vielen Jahren auch bekannt, daß eine gewisse konstante Beziehung zwischen einer Verschiebung und einer Vorspannung eines Wälzlagers besteht, wenn eine gegebene Last auf das Wälzlager ausgeübt wird. Wenn eine Verschiebung eines Wälzlagers, das dieselbe Konstruktion wie ein herzustellendes Wälzlager hat und auf das eine geeignete Vorspannung ausgeübt wurde, bei Ausübung einer Last auf das erstere Wälzlager im voraus gemessen und der so gemessene Wert am Regler 34 im voraus eingestellt wird, wird die Zufuhr des Arbeitsdruck mittels zum Drücker 31 unterbrochen, wenn die Vorspannung des Wälzlagers den passenden Wert erreicht hat.

Als nächstes zeigt Fig. 8 ein drittes Beispiel des Verfahrens zum Einstellen der Verschiebung des inneren Laufrings 17 (oder des äußeren Nebenlaufrings 21) gegenüber dem Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 (oder dem Teil 20b mit großem Durchmesser des äußeren Laufrings 20) zur Ausübung einer geeigneten Vorspannung auf das Wälzlager. Ein Halter 37, der einen Endteil (linker Endteil in Fig. 8) der Welle 15 hält, ist durch ein Gaslager 38 drehbar gelagert. Der Halter 37 und die Welle 15 werden über einen Treibriemen 39 durch einen nicht gezeigten Elektromotor gedreht. Ein geeigneter Anschlag liegt an dem um die Welle 15 angeordneten äußeren Laufring 19 so an, daß dieser bei Drehung der Welle 15 am Drehen gehindert wird. Dieser Anschlag sollte so konstruiert sein, daß er Schwingungen des Wälzlagers nicht verhindert. Ein Meßfühler 41 eines Schwingungssensors 40 wird in Berüh rung mit der Außenumfangswand des äußeren Laufrings 19 ge halten.

Wenn der innere Laufring 17 auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 geschoben wird, um eine geeignete Vorspannung auf die einzelnen Kugeln 5, 5 bei der Herstellung des Wälzlagers auszuüben, wird Arbeitsdruckmittel zum Drücker 31 geliefert, während eine Analyse der Schwingungseigen schaften des Wälzlagers durch den Schwingungssensor 40, näm lich eine Frequenzanalyse von Geräuschen oder Schwingungen des Wälzlagers, ausgeführt wird. Durch Drücken auf den In nenlaufring 17 mit dem Drückarm 32 wird der Innenlaufring 17 mit Preßsitz auf den Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 aufgebracht. Wenn die Schwingungseigenschaften im wesentlichen in Übereinstimmung mit gegebenen Eigenschaften gebracht sind, wird die Zufuhr des Arbeitsdruckmittels zum Drücker 31 unterbrochen und der Preßsitzvorgang beendet.

Es ist auch seit vielen Jahren bekannt, daß eine konstante Beziehung zwischen Schwingungseigenschaften und eine Vor spannung eines Wälzlagers besteht. Wenn Schwingungseigen schaften eines Wälzlagers, das dieselbe Konstruktion wie ein herzustellendes Wälzlager hat und mit einer geeigneten Vor spannung versehen ist, im voraus analysiert werden und die Daten der Analyse am Regler im voraus festgelegt werden, wird die Zufuhr des Arbeitsdruckmittels zum Drücker 31 unterbro chen, wenn die Vorspannung des Wälzlagers den geeigneten Wert erreicht hat.

Als nächstes zeigt Fig. 9 ein viertes Beispiel des Verfahrens zum Einstellen der Verschiebung des inneren Laufrings 17 (oder des äußeren Nebenlaufrings 21) gegenüber dem Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 (oder dem Teil 20b mit großem Durchmesser des äußeren Hauptlaufrings 20), um eine geeignete Vorspannung auf das Wälzlager auszuüben. Zur Her stellung eines vorgespannten Wälzlagers werden die paarweisen Drücker 33a, 33b abwechselnd betätigt, während die Kugeln 5, 5 von jeglicher Vorspannung frei gehalten werden. Als Er gebnis wird eine Last von gegebener Größe axial, d. h. in Fig. 9 waagerecht, auf den äußeren Laufring 19 ausgeübt, so daß dieser axial verschoben wird. Die resultierende Ver schiebung des äußeren Laufrings 19 wird dann durch den Ver schiebungssensor 35 gemessen. Der Meßwert des Verschie bungssensors 35 wird in den Regler 40 eingegeben. Auf der Basis des Meßwerts bestimmt der Regler 40 dann ein axiales Spiel des Wälzlagers. Die Bestimmung des Spiels aus der Ver schiebung der Ausübung der gegebenen Last auf den äußeren Laufring 19 kann in an sich bekannter Weise leicht ausgeführt werden.

Ferner betätigt der Regler 40 den Drücker 31, um den inneren Laufring 17b um eine Strecke zu verschieben, die dem so be stimmten Spiel entspricht. Nach der Verschiebung des inneren Laufrings 17b in axialer Richtung befinden sich die Kugeln 5, 5 in vorgespanntem Zustand. Beim vorliegenden Beispiel muß die Strecke, um die der innere Laufring 17b verschoben wird, genau kontrolliert werden.

Als nächstes zeigen die Fig. 10 und 11 ein fünftes Beispiel des Verfahrens zum Einstellen der Verschiebung des inneren Laufrings 17 (oder des äußeren Nebenlaufrings 21) gegenüber dem Teil 15a mit kleinem Durchmesser der Welle 15 (oder dem Teil 20b mit großem Durchmesser des äußeren Hauptlaufrings 20), um eine geeignete Vorspannung auf das Wälzlager auszu üben. Zur Herstellung eines vorgespannten Wälzlagers wird die Welle 2 durch den Halter 37 gedreht. Während der durch einen Lastsensor 42 erfolgenden Messung des Drehmoments (Moment abfalls) des äußeren Hauptlaufrings 20A, der bestrebt ist, sich zusammen mit der Welle 2 zu drehen, wird der innere Laufring 17b durch den Drückarm 32 verschoben, um den inneren Laufring 17b mit Preßsitz auf die Welle aufzubringen. Wenn der Momentabfall im wesentlichen gleich einem gegebenen Wert ist, wird der Drückarm 32 angehalten und der Preßsitzvorgang beendet.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, daß eine konstante Be ziehung zwischen einem Momentverlust und einer Vorspannung eines Wälzlagers besteht. Wenn ein Momentabfall eines Wälz lagers, das dieselbe Konstruktion wie ein herzustellendes Wälzlager hat und mit einer geeigneten Vorspannung versehen ist, im voraus analysiert und der Meßwert am Regler im voraus eingestellt wird, wird der Drückarm 32 angehalten, wenn die Vorspannung des Wälzlagers den geeigneten Wert erreicht hat.

Es sei angegeben, daß die oben beschriebenen Vorspannverfah ren von Fig. 6 bis 9 auch bei der Herstellung eines zwei reihigen Kegelrollenlagers angewendet werden können oder wenn zwei einreihige Kugellager kombiniert sind, um ein Wälzlager zu bauen, bei dem die Kugellager jeweils mit einer gegebenen Vorspannung versehen sind.

Jedes Vorspannverfahren nach der Erfindung kann auch zum Einstellen der Vorspannung eines Wälzlagers bei dessen Einbau in einen Motor eines Hartplattenantriebs verwendet werden, vgl. Fig. 19 bis 23.

In Fig. 19 stehen zwei äußere Laufringe 21, 21a in unmit telbarer Berührung zueinander in einer Vorspannrichtung, und eine Welle 2 sowie innere Laufringe 17, 17b sind mit aus reichender Sitzfestigkeit zusammengepaßt. Ein Motor wird ge dreht, und während der Messung von Schwingungen wird der in nere Laufring 17 zum inneren Laufring 17b hin verschoben. Das Verschieben des inneren Laufrings 17 wird unterbrochen, wenn die Schwingungseigenschaften gleich den gegebenen Schwin gungseigenschaften sind.

Fig. 20 zeigt eine Abänderung, bei der die äußeren Laufringe 21, 21a über einen Flansch eines Gehäuses 10 in Berührung miteinander gehalten werden.

Eine weitere Abänderung ist in Fig. 21 gezeigt. Die inneren Laufringe 17, 17b werden in unmittelbarer Berührung in Vor spannrichtung gehalten und die äußeren Laufringe 21, 21a sind mit ausreichender Paßfestigkeit in das Gehäuse 10 gepaßt. Ähnlich dem Vorspannverfahren von Fig. 19 erfolgt das Vor spannen durch Verschieben des äußeren Laufrings 21 zum äußeren Laufring 21a während der Drehung des Motors.

In Fig. 22 ist das Wälzlager von Fig. 2(E) in einen Motor eingebaut. Wie beim Vorspannverfahren von Fig. 19 kann die Vorspannung des Wälzlagers durch Drücken auf den inneren Laufring 17 bei drehendem Motor eingestellt werden.

Eine weitere Abänderung ist in Fig. 23 gezeigt, bei der die äußeren Laufringe 21, 21a und das Gehäuse 10 mit ausrei chender Paßfestigkeit zusammengepaßt sind und auch die inne ren Laufringe 17, 17a und die Welle 2 mit ausreichender Paß festigkeit zusammengepaßt sind. Das Ausmaß der Verschiebung des inneren Laufrings 17b und des äußeren Laufrings 21 kann wie beim Verfahren von Fig. 19 eingestellt werden.

Übrigens sind in Fig. 19 die äußeren Laufringe 21 und 21a in unmittelbarer Berührung miteinander angeordnet. Dazwischen kann ein Abstandsstück angeordnet sind. Als weitere Alterna tive können sie als einteilige Einheit ausgebildet sein.

Ferner sind in Fig. 21 die inneren Laufringe 17 und 17a in unmittelbarer Berührung miteinander angeordnet. Ein Ab standsstück kann dazwischen angeordnet sein. Sie können als einteilige Einheit ausgebildet sein. Als weitere Alternative können sie, wie in Fig. 3(E), einteilig angeordnet sein.

Claims

1. Verfahren zum Vorspannen eines durch Vorspannung ein stellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreheinheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die auf ein ander zu unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der vierte Lauf ring dem zweiten Laufring der ersten Dreheinheit gegen überliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte Laufring gegenüber der zweiten Dreheinheit vom vierten Laufring weg unbeweglich ist, wobei der vierte Laufring mit der zweiten Drehein heit mit Preßsitz derart verbunden ist, daß er gegenüber der zweiten Dreheinheit bewegbar ist, und wobei der vierte Laufring zum dritten Laufring unter einem axialen Druck bewegbar ist, der zwischen dem vierten Laufring und der zweiten Dreheinheit ausgeübt wird, gekennzeichnet durch Ausüben von axialem Druck zwischen dem vierten Laufring und der zweiten Dreheinheit und durch Bewegen des dritten Laufrings zum vierten Lauf ring, bei gleichzeitigem durch eine Vorspannungsmeß einrichtung erfolgendem Messen einer Vorspannung zwi schen den ersten, zweiten, dritten und vierten Lauf ringen sowie der ersten und zweiten Reihe von Kugeln, wodurch die Vorspannung auf einen gegebenen Wert fest gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus den Drehschwingungen des Lagers bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus dem Drehgeräusch des Lagers bestimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus einer Reaktion auf Schwingungen bestimmt, die auf das Lager ausgeübt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus einem Drehmoment des Lagers bestimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus einer Lastverschiebungsbeziehung zwischen den ersten und zweiten Dreheinheiten des Lagers bestimmt.

7. Verfahren zum Vorspannen eines durch Vorspannung ein stellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreheinheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die aufein ander zu unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der vierte Lauf ring dem zweiten Laufring der ersten Dreheinheit gegen überliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte und der vierte Laufring mit der zweiten Dreheinheit mit Preßsitz derart verbun den sind, daß sie gegenüber der zweiten Dreheinheit verschiebbar sind, und wobei der dritte und vierte Laufring unter einem axialen Druck zueinander bewegbar sind, der zwischen dem dritten und dem vierten Laufring ausgeübt wird,
gekennzeichnet durch Ausüben von axialem Druck zwischen dem dritten und dem vierten Laufring und
durch Bewegen des dritten und des vierten Laufrings zu einander, bei gleichzeitigem durch eine Vorspannungs meßeinrichtung erfolgendem Messen einer Vorspannung zwischen den ersten, zweiten, dritten und vierten Laufringen sowie der ersten und der zweiten Reihe von Kugeln,
wodurch die Vorspannung auf einen gegebenen Wert fest gelegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus den Drehschwingungen des Lagers bestimmt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus dem Drehgeräusch des Lagers bestimmt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßreinrichtung die Vorspannung aus einer Reaktion auf Schwingungen bestimmt, die auf das Lager ausgeübt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus einem Drehmoment des Lagers bestimmt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmeßeinrichtung die Vorspannung aus einer Lastverschiebungsbeziehung zwischen den ersten und zweiten Dreheinheiten des Lagers bestimmt.

13. Verfahren zum Herstellen eines durch Vorspannung ein stellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreheinheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die aufein anderzu unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der vierte Lauf ring den zweiten Laufring der ersten Dreheinheit gegen überliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte Laufring gegenüber der zweiten Dreheinheit vom vierten Laufring weg unbeweglich ist, wobei der vierte Laufring mit der zweiten Drehein heit mit Preßsitz derart verbunden ist, daß er gegenüber der zweiten Dreheinheit bewegbar ist, und wobei der vierte Laufring zum dritten Laufring unter einem axialen Druck bewegbar ist, der zwischen dem vierten Laufring und der zweiten Dreheinheit ausgeübt wird, gekennzeichnet durch Ausbilden von wenigstens einer Laufrille im vier ten Laufring im Anschluß an das Verbinden des vierten Laufrings mit der zweiten Dreheinheit.

14. Verfahren zum Herstellen eines durch Vorspannung ein stellbaren Lagers aus gegeneinander drehbaren ersten und zweiten Dreheinheiten, wobei die erste Dreheinheit einen ersten und einen zweiten Laufring aufweist, die aufein ander zu unbeweglich sind, wobei die zweite Dreheinheit einen dritten und einen vierten Laufring aufweist, wobei der dritte Laufring dem ersten Laufring der ersten Dreheinheit gegenüberliegt und dazwischen eine erste Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der vierte Lauf ring den zweiten Laufring der ersten Dreheinheit gegen überliegt und dazwischen eine zweite Reihe von Kugeln angeordnet ist, wobei der dritte und der vierte Laufring mit der zweiten Dreheinheit mit Preßsitz derart verbun den sind, daß sie gegenüber der zweiten Dreheinheit verschiebbar sind, und wobei der dritte und der vierte Laufring unter einem axialen Druck zueinander bewegbar sind, der zwischen dem dritten und dem vierten Laufring ausgeübt wird, gekennzeichnet durch Ausbilden von wenigstens einer Laufrille in jedem der dritten und vierten Laufringe im Anschluß an das Verbinden der dritten und vierten Laufringe mit der zweiten Dreheinheit.