WO2008040293A1 - Einreihiges schrägkugellager zur lagerung einer vorschubspindel einer werkzeugmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a single-row angular contact ball bearing for supporting a feed screw of a machine tool, consisting of an outer ring and an inner ring and an interposed, rolling on associated raceways row of bearing balls, wherein the inner ring and the outer ring each have shoulders on which the bearing balls in the axial Support direction, and wherein the angular contact ball bearing is axially biased.
- Such single row angular contact ball bearings such as those marketed by the applicant under the trade name "BSB", have been proven for a long time.An advantage of such single row angular contact ball bearings is the possibility to use a set of identical angular contact ball bearings in different combinations, ie in Arrangement, in tandem Arrangement, in X-arrangement or in mixing arrangements, so that there are a variety of storage options. In this way, the angular contact ball bearings can be adapted to the specific load conditions of a feed screw. This may be particularly advantageous for non-uniform height of the load in different directions. However, the assembly of such angular contact ball bearings is complicated, since the outer rings must be accommodated and braced in a housing.
- EP 1 039 173 B1 shows, for example, such an arrangement of single-row roller bearings on a feed spindle, consisting of two rolling bearings arranged next to one another, which are received by a holding element with their lateral surface, wherein the holding element is fastened to a housing via a flange and means are present for generating a bearing preload.
- the bearings are designed as Rillenkugel- bearings, which are zusortiert each other to set the desired bias, wherein the holding element is a chipless shaped sleeve having at one end a radially inwardly facing, the end face of the deep groove ball bearing overlapping projection and a radially outward directed flange.
- This sleeve is a separate sheet metal pot which receives the bearing outer rings and which can be screwed to a housing by means of a flange molded onto the sheet metal pot.
- the EP 1 039 173 B1 describes as prior art also a bearing arrangement, which was previously known from an INA publication ZAE "bearings for screw drives".
- a bearing assembly consisting of two in O- arrangement of each other employed axial angular contact ball bearings. These are taken up by a solid holding element, which is fixed to a housing via a circumferential flange with through-fastening bores and fastening screws.
- a solid holding element which is fixed to a housing via a circumferential flange with through-fastening bores and fastening screws.
- To the left is the load geran für Ben
- the bearing assembly is protected by a second gap seal, which is formed by screwing a lid into the retaining element.
- a double-row angular contact ball bearing is inherently fixed with respect to its O-arrangement, so that, for example, no tandem arrangement can be achieved with such an angular contact ball bearing.
- An adaptation to different load levels is therefore not possible with such a camp.
- This also for the reason that in single-row angular contact ball bearings, which are installed as a bearing set, the problem of a lack of centering arises. If two or more angular contact ball bearings are pushed onto a shaft as a bearing set and braced against one another, this can lead to uneven load bearing, tilting of the angular contact ball bearings and / or uneven clamping.
- the invention has for its object to provide a single-row angular contact ball bearings, which can attach in the simplest way to a connection construction, whose bias is easy and accurate adjustable and which can be easily and safely centered with other angular contact ball bearings. Summary of the invention
- the invention is based on the finding that the stated object can be achieved in a surprisingly simple manner in that the outer ring is expanded into a flange with flange bores which has at least one centering seat for a centering ring.
- the invention is therefore based on a single-row angular contact ball bearing for supporting a feed screw of a machine tool, consisting of an outer ring and an inner ring and arranged therebetween, rolling on associated raceways row of bearing balls, wherein the inner ring and the outer ring each have shoulders on which the Support bearing balls in the axial direction, and wherein the angular contact ball bearing is axially biased.
- the outer ring is extended radially outward to a flange with at least two axially extending flange holes, wherein in the flange at least one centering seat with seat and stop edge is incorporated for a centering ring, wherein the centering centered two identical angular contact ball bearings to each other.
- the angular contact ball bearing according to the invention uses the known advantages of a known in double-row angular contact ball bearing flange, which is integrated in the outer ring, but also overcomes their disadvantages.
- the centering seat also makes it possible to eliminate known disadvantages of single-row roller bearings in a conceivably simple manner. This allows the angular contact ball bearings to be centered on one another in a manner which is particularly fast and also takes care of space, so that a uniform ge load absorption without tilting and bracing is possible.
- the flange of the angular contact ball bearing is provided at its two axial ends in each case with a centering seat.
- the Zentriersitz is incorporated in a radially outer surface of the flange, wherein the centering seat has a radially outer seat and an axially acting stop edge, and wherein the centering abuts with an axial end edge of the stop edge and at least a part of its radially inner circumferential surface rests axially on the seat surface.
- centering seat is incorporated in an inner circumferential surface of the flange and has a seat surface and a stop edge, wherein the centering ring abuts with an axial end edge against the stop edge and with a part of its radially outer Lateral surface bears against the seat surface.
- At least two identical angular contact ball bearings are assembled into a bearing set, wherein at least one bolt is guided through the flange holes and through the centering of the identical angular contact ball bearings, and the angular contact ball bearings against each other and on a connecting structure of the feed screw, for example a machine housing.
- a screw head of the bolt engages in a centering seat of the angular contact ball bearing of the bearing set, wherein the screw head rests against the seat surface and against the stop edge of the centering seat of the angular contact ball bearing.
- Another variant of the invention provides that at least two identical angular contact ball bearings of the bearing set are arranged to each other in X-arrangement.
- an embodiment of the invention is particularly advantageous, which is characterized in that the bearing balls are held in a bearing cage, or, alternatively, that the bearing balls are designed vollkugelig.
- FIG. 1 shows a radial section through a first exemplary embodiment of an angular contact ball bearing according to the invention
- FIG. 2 shows a partial view of a feed screw with three angular contact ball bearings according to the invention according to FIG. 1, FIG.
- Fig. 3 is a radial section through a second embodiment of an angular contact ball bearing according to the invention.
- FIG. 4 shows a partial view of a feed screw with three angular contact ball bearings according to the invention according to FIG. 3.
- a first embodiment of a single-row angular contact ball bearing 1 according to the invention is shown in radial section.
- the angular contact ball bearing 1 consists in a conventional manner of an outer ring 2 and an inner ring 3, which are arranged concentrically to each other.
- the outer ring 2 and the inner ring 3 have raceways 4 and 5, in which a row 6 of bearing balls 7 is arranged.
- the bearing balls 7 are held in a bearing cage 8, wherein it is possible deviating from the arrangement shown to dispense with the bearing cage 8, namely, when the bearing balls 7 are executed vollkugelig.
- the outer ring 2 and the inner ring 3 each have shoulders 9 and 10, respectively, on which the bearing balls 7 are supported in the axial direction.
- the outer ring 2 is extended radially outward to a flange 11, which serves the connection to a connecting structure.
- a flange 11 of the outer ring 2 at least two axially extending flange holes 12 are guided, in Fig. 1, only a flange bore 12 is shown.
- the number of flange holes 12 is between two and eight, wherein a number of five flange holes 12 has proven to be particularly convenient.
- Angular contact ball bearing 1 is shown in FIG. 1 in the non-prestressed state. Therefore, have axially outer end surfaces 13, 14 of the outer ring 2 at an axial distance to axially outer end surfaces 15, 16 of the inner ring 3.
- the outer ring 2 is moved relative to the inner ring 3 until the axial distance of the end faces 13 to 16 is zero, the axial end faces 13 to 16 thus aligned with each other.
- the axial distance of the end face 13 of the outer ring 2 to the axial end face 15 of the inner ring 3 and the axial distance of the end face 14 of the outer ring 2 to the axial end face 14 of the inner ring 3 is in the illustrated embodiment, each equal, so that an assembly of several angular contact ball bearings 1 is facilitated to a bearing set.
- each identically designed Zentriersitze 18 each have a seat 19 and a stop edge 20, which in each case as a seat and stop for a centering ring 21 serve.
- the centering ring 21 abuts with an axial end edge 22 and the stop edge 20 and is located on the seat surface 19 to half of its radially inner circumferential surface 23. If a second identical angular contact ball bearing is then applied to the first angular contact ball bearing 1, the centering ring 21 sits with its other axial half on the corresponding seat surface of the second angular contact ball bearing.
- a feed screw 24 of an only indicated machine tool with a serving as a connection housing 25 is shown schematically.
- the feed screw 24 is mounted in a bearing set 26, wherein the bearing set 26 consists of three single-row angular contact ball bearings 1a, 1b, 1c, which respectively correspond to the angular contact ball bearing 1 of FIG. Therefore, the angular contact ball bearings 1 a to 1 c each have an outer ring 2 with flange 11 and flange holes 12.
- bolts 27 are guided through the flange holes 12 and connect the bearing set 26 to the housing 25th
- the outer rings 11 of the angular contact ball bearings 1a to 1c are axially displaced relative to the associated inner rings 3, whereby the necessary bias of the angular contact ball bearings is adjusted 1a to 1c.
- the angular contact ball bearings 1a to 1c are identical and each have two axially terminal centering seats 18, the axially outer centering 18 of the angular contact ball bearing 1a and the angular contact ball bearing 1c remain empty. In a departure from the illustrated embodiment, however, it is also possible to provide the flanges 11 only with a centering seat 18, the side without centering seat then bearing against the housing 25 or the screw bolt 27.
- the angular contact ball bearing 1a and the angular contact ball bearing 1b are arranged in O arrangement with each other, while the angular contact ball bearing 1b and the angular contact ball bearing 1c are arranged in tandem with each other.
- Other constellations are also conceivable and possible, for example the employment of two angular contact ball bearings in X arrangement or consisting of three angular contact ball bearings tandem arrangement.
- FIG. 3 shows in radial section a second exemplary embodiment of a single-row angular contact ball bearing 1 according to the invention.
- the angular contact ball bearing 1 corresponds largely to the angular contact ball bearing 1 of FIG. 1 and therefore also consists of an outer ring 2 and an inner ring 3, which are arranged concentrically to each other.
- the outer ring 2 and the inner ring 3 have raceways 4 and 5, in which a row 6 of bearing balls 7 is arranged.
- the bearing balls 7 are held in a bearing cage 8, wherein it is possible deviating from the arrangement shown to dispense with the bearing cage 8.
- the outer ring 2 and the inner ring 3 each have shoulders 9, 10, on which the bearing balls 7 are supported in the axial direction.
- the outer ring 2 is extended radially outward to a flange 11, which serves the connection to a connecting structure.
- a flange 11 of the outer ring 2 at least two axially extending flange holes 12 are guided, wherein in Fig. 3, only a flange bore 12 is shown.
- the number of flange holes 12 is also between two and eight, with a number of five flange holes 12 having been found to be particularly convenient.
- Angular contact ball bearing 1 is likewise shown in FIG. 3 in the unbiased state. Therefore, have axially outer end surfaces 13, 14 of the outer ring 2 at an axial distance to axially outer end surfaces 15, 16 of the inner ring 3.
- the outer ring 2 is displaced relative to the inner ring 3 until the axial spacing of the end faces 13 to 16 is zero, ie the axial end faces 13 to 16 are aligned with one another.
- the axial distance of the end face 13 of the outer ring 2 to the axial end face 15 of the inner ring 3 and the axial distance of the end face 14 of the outer ring 2 to the axial end face 14 of the inner ring 3 is in the illustrated embodiment, each equal, so that an assembly of several angular contact ball bearings 1 is facilitated to a bearing set.
- centering seats 28 are incorporated into the flange 11, for example by milling or drilling.
- the centering seats 28 are each incorporated in the inner circumferential surface 29 of the flange 11 and the flange bore 12.
- the respectively identically formed centering seats 28 each have a seat surface 30 and a stop edge 31, which each serve as seat and stop for a centering sleeve or a centering ring 32.
- the centering ring 32 abuts with an axial end edge 33 against the stop edge 31 and is located half of its radially outer surface 34 on the seat surface 30.
- the centering ring 32 is also with its other axial half on the corresponding seat of the second angular contact ball bearing.
- the two angular contact ball bearings are radially centered with each other.
- FIG. 4 is similar to the illustration of FIG. 2 schematically shows a feed screw 24 of a machine tool only indicated with serving as a connecting construction housing 25.
- the feed screw 24 is mounted in a bearing set 26, wherein the bearing set 26 consists of three single row angular contact ball bearings 1a, 1b, 1c, which respectively correspond to the angular contact ball bearing 1 of FIG. Therefore, the angular contact ball bearings 1 a to 1 c each have an outer ring 2 with flange 11 and flange holes 12.
- bolts 27 through the flange holes 12 out and connect the bearing set 26 with the housing 25th
- the outer rings 11 of the angular contact ball bearings 1a to 1c are axially displaced relative to their respective inner rings 3, whereby the necessary bias of the angular contact ball bearings is adjusted 1a to 1c.
- the centering rings 31, which are arranged between the angular contact ball bearings 1 a and 1 b, and between the angular contact ball bearings 1 b and 1 c on the associated Zentriersitzen the angular contact ball bearings 1 a to 1 c centered when tightening the bolts 27, so that a tilting or unintentional distortion of these angular contact ball bearings 1 a until 1c is safely prevented.
- the axially outer centering seat 28 of the angular contact ball bearing 1a remains empty, while a screw head 35 of the bolt 27 engages in the axially outer centering of the angular contact ball bearing 1 c, so that the screw head 35 rests against the seat surface 30 and against the stop edge 31 and thus additionally makes a contribution to the centering of the bearing set 26.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager (1; 1a; 1b; 1c) zur Lagerung einer Vorschubspindel (24) einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Außenring (2) und einem Innenring (3) sowie einer dazwischen angeordneten auf zugehörigen Laufbahnen (4, 5) abwälzenden Reihe (6) von Lagerkugeln (7), wobei der Innenring (3) und der Außenring (2) jeweils Schultern (9, 10) aufweisen, an welchen sich die Lagerkugeln (7) in axialer Richtung abstützen, und wobei das Schrägkugellager (1; 1a; 1b; 1c) axial vorspannbar ist. Um eine einfache und selbstzentrierende Montage des Schrägkugellagers an eine Anschlusskonstruktion zu ermöglichen ist vorgesehen, dass der Außenring (2) radial außen zu einem Flansch (11) mit wenigstens zwei axial verlaufenden Flanschbohrungen (12) erweitert ist, wobei in den Flansch (11) wenigstens ein Zentriersitz (18; 28) mit Sitzfläche (19; 30) und Anschlagkante (20; 31) eines Zentrierringes (21; 32) eingearbeitet ist, wobei der Zentrierring (21; 32) zwei identisch ausgebildete Schrägkugellager zueinander zentriert.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Einreihiges Schrägkugellager zur Lagerung einer
Vorschubspindel einer Werkzeugmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein einreihiges Schrägkugellager zur Lagerung einer Vorschubspindel einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Außenring und einem Innenring sowie einer dazwischen angeordneten, auf zugehörigen Laufbahnen abwälzenden Reihe von Lagerkugeln, wobei der Innenring und der Außenring jeweils Schultern aufweisen, an welchen sich die Lagerkugeln in axialer Richtung abstützen, und wobei das Schrägkugellager axial vorspannbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige einreihige Schrägkugellager, wie sie beispielsweise von der An- melderin unter der Handelsbezeichnung „BSB" vertrieben werden, haben sich seit langem bewährt. Ein Vorteil derartiger einreihiger Schrägkugellager ist die Möglichkeit, einen Satz von identischen Schrägkugellagern in verschiedenen Kombinationen einzusetzen, also in O-Anordnung, in Tandem-
Anordnung, in X-Anordnung oder in Mischungs-Anordnungen, so dass sich eine Vielzahl von Lagerungsmöglichkeiten ergibt. Auf diese Weise lassen sich die Schrägkugellager an die spezifischen Belastungsverhältnisse einer Vorschubspindel anpassen. Dies kann insbesondere bei ungleichmäßiger Höhe der Belastung in verschiedene Richtungen von Vorteil sein. Allerdings ist die Montage derartiger Schrägkugellager aufwendig, da deren Außenringe in einem Gehäuse aufgenommen und verspannt werden müssen.
Die EP 1 039 173 B1 zeigt beispielsweise eine derartige Anordnung von ein- reihigen Wälzlagern auf einer Vorschubspindel, bestehend aus zwei nebeneinander angeordneten Wälzlagern, die mit ihrer Mantelfläche von einem Halteelement aufgenommen sind, wobei das Halteelement über einen Flansch an einem Gehäuse befestigt ist und Mittel zur Erzeugung einer Lagervorspannung vorhanden sind. Hierbei sind die Wälzlager als Rillenkugel- lager ausgebildet, die zur Einstellung der gewünschten Vorspannung einander zusortiert sind, wobei das Halteelement eine spanlos geformte Hülse ist, die an einem Ende einen radial nach innen weisenden, die Stirnfläche des Rillenkugellagers überdeckenden Vorsprung und einen radial nach außen gerichteten Flansch aufweist. Bei dieser Hülse handelt es sich um einen se- paraten Blechtopf, welcher die Lageraußenringe aufnimmt und welcher durch einen an den Blechtopf angeformten Flansch an ein Gehäuse anschraubbar ist. Hierdurch soll eine vereinfachte Handhabung des Lagersatzes erreicht werden.
Die EP 1 039 173 B1 beschreibt als Stand der Technik auch eine Lageranordnung, welche aus einer INA-Druckschrift ZAE "Lager für Gewindetriebe" vorbekannt sei. Auf Seite 1 dieses Dokumentes ist demnach unter der Nummer 159 063 eine Lageranordnung gezeigt, die aus zwei in O- Anordnung zueinander angestellten Axial-Schrägkugellagern besteht. Diese sind von einem massiven Halteelement aufgenommen, das über einen umlaufenden Flansch mit durchgehenden Befestigungsbohrungen und mit Befestigungsschrauben an einem Gehäuse fixiert ist. Nach links ist die La-
geranordnung durch einen radial nach innen weisenden Vorsprung des Halteelementes mittels Spaltdichtung geschützt. Rechtsseitig ist die Lageranordnung durch eine zweite Spaltdichtung geschützt, die durch Einschrauben eines Deckels in das Halteelement gebildet ist. Die Fixierung dieser La- geranordnung auf einer Welle erfolgt durch eine Präzisionsmutter, die mit einem Innengewinde versehen ist und rechtsseitig hinter den Axial- Schrägkugellagern auf den Wellenzapfen aufgeschraubt ist. Beim Anziehen der Präzisionsmutter werden die beiden Innenringe der Lager aufeinander zu bewegt, bis die gewünschte Vorspannung eingestellt ist.
Diesen beiden technischen Lösungen ist gemeinsam, dass die Montage der Schrägkugellager zeit- und kostenintensiv ist. Die beschriebenen Lösungen, bei denen die Wälzlager in Form von Rillenkugellagern oder Schrägkugellagern in separate Flansche gefasst und montiert werden, haben sich als nachteilig in Hinblick auf die Herstellkosten und den Montageaufwand erwiesen. Darüber hinaus kann es bei einreihigen Wälzlagern, insbesondere bei einreihigen Schrägkugellagern, zu einer ungleichmäßigen Lastaufnahme, zu einem Verkippen der Schrägkugellager oder zu ungleichmäßigem Verspannen führen, welches auch bei Lösungen nicht ausgeschlossen werden kann, bei welchen die Schrägkugellager in einer gemeinsamen Hülse angeordnet sind.
Die DE 199 02 177 A1 beschreibt ein mehrreihiges Schrägkugellager, insbesondere für die Lagerung von Wälzschraubtrieben in der Feinwerktechnik, mit einem Außenring und einem Innenring sowie dazwischen angeordneten, auf zugehörigen Laufbahnen abwälzenden Lagerkugeln, wobei entweder der Außen- oder der Innenring eine radial hervorstehende, die Kugelreihen voneinander trennende Schulter aufweist, und Mittel zur Erzeugung einer Lagervorspannung vorhanden sind. Zur Fixierung an einer Anschlusskonstruktion ist der Lageraußenring mit einem Flansch versehen, der wiederum mehrere durchgehende Bohrungen besitzt, wodurch ein schnelles Anschrauben an eine Anschlusskonstruktion möglich ist. Das derart beschriebene zweireihige
Schrägkugellager entspricht in seiner Funktion paarweise verwendeten einreihigen Schrägkugellagern in O-Anordnung oder in X-Anordnung.
Aus der Druckschrift „Vorschubspindellager einfach anschrauben", INA- Sonderdruck aus „KEM", Heft Nr. 5, Mai 1999, im Internet abrufbar unter www.ina.de/content/media/_shared_media/library/downloads/vsl_de_de.pdf, ist ein zweireihiges Schrägkugellager mit einem einteiligen Außenring und mit einem zweiteiligen Innenring bekannt, dessen Außenring ebenfalls mit einem Flansch mit Flanschbohrungen versehen ist. Als Vorteil dieser Kon- struktion wird das schnelle und kostengünstige Anschrauben des dort beschriebenen Lagers der Baureihe ZKLF gegenüber einer Lösung mit einreihigen Lagern betont. Tatsächlich bietet eine derartige Lösung große Vorteile. Jedoch ist prinzipbedingt ein zweireihiges Schrägkugellager bezüglich seiner O-Anordnung festgelegt, so dass sich beispielsweise keine Tandem- Anordnung mit einem derartigen Schrägkugellager erreichen lässt. Eine Anpassung an unterschiedliche Belastungsniveaus ist daher mit einem derartigen Lager nicht möglich. Dies auch aus dem Grunde, dass bei einreihigen Schrägkugellagern, welche als Lagersatz verbaut werden, das Problem einer fehlenden Zentrierung entsteht. Werden nämlich zwei oder mehr Schrägku- gellager als Lagersatz auf eine Welle geschoben und gegeneinander verspannt, so kann dies zu einer ungleichmäßigen Lastaufnahme, zu einem Verkippen der Schrägkugellager und/oder zu ungleichmäßigem Verspannen führen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einreihiges Schrägkugellager zu schaffen, das sich auf einfachste Art und Weise an eine Anschlusskon- struktion anbringen lässt, dessen Vorspannung einfach und exakt einstellbar ist und welches mit weiteren Schrägkugellagern leicht und sicher zentriert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass der Au- ßenring zu einem Flansch mit Flanschbohrungen erweitert ist, welcher wenigstens einen Zentriersitz für einen Zentrierring aufweist.
Die Erfindung geht daher aus von einem einreihigen Schrägkugellager zur Lagerung einer Vorschubspindel einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Außenring und einem Innenring sowie einer dazwischen angeordneten, auf zugehörigen Laufbahnen abwälzenden Reihe von Lagerkugeln, wobei der Innenring und der Außenring jeweils Schultern aufweisen, an welchen sich die Lagerkugeln in axialer Richtung abstützen, und wobei das Schrägkugellager axial vorspannbar ist. Zudem ist vorgesehen, dass der Außenring radial außen zu einem Flansch mit wenigstens zwei axial verlaufenden Flanschbohrungen erweitert ist, wobei in den Flansch wenigstens ein Zentriersitz mit Sitzfläche und Anschlagkante für einen Zentrierring eingearbeitet ist, wobei der Zentrierring zwei identisch ausgebildete Schrägkugellager zueinander zentriert.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass die Vorteile eines einreihigen Schrägkugellagers durch die freie Kombinierbarkeit von mehreren Einzellagern innerhalb eines aus wenigstens zwei Einzellagern bestehenden Lagersatzes erhalten bleibt, so dass sich beliebige Anordnungen in O- , X- oder Tandem-Anordnung gestalten lassen. Dabei nutzt das erfindungsgemäße Schrägkugellager die bekannten Vorteile eines bei zweireihigen Schrägkugellagern bekannten Anschlussflansches, welcher in den Außenring integriert ist, überwindet aber zugleich deren Nachteile. Durch den Zentriersitz lassen sich auch bekannte Nachteile einreihiger Wälzlager auf denk- bar einfache Art und Weise ausräumen. Denn hierdurch lassen sich die Schrägkugellager auf besonders schnell durchzuführende und dazu noch Bauraum schonende Weise zueinander zentrieren, so dass eine gleichmäßi-
ge Lastaufnahme ohne Verkippung und Verspannung ermöglicht wird.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Flansch des Schrägkugellagers an seinen beiden axialen Enden jeweils mit einem Zentriersitz versehen ist.
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass der Zentriersitz in eine radial äußere Mantelfläche des Flansches eingearbeitet ist, wobei der Zentriersitz eine radial äußere Sitzfläche und eine axial wirkende Anschlagkante aufweist, und wobei der Zentrierring mit einer axialen Stirnkante an die Anschlagkante anstößt und mit wenigstens einem Teil seiner radial inneren Mantelfläche axial auf der Sitzfläche aufliegt.
Eine dazu alternative Variante der Erfindung sieht vor, dass der Zentriersitz in eine innere Mantelfläche des Flansches eingearbeitet ist und eine Sitzflä- che sowie eine Anschlagkante aufweist, wobei der Zentrierring mit einer a- xialen Stirnkante an die Anschlagkante anstößt und mit einem Teil seiner radial äußeren Mantelfläche an der Sitzfläche anliegt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager zu einem Lagersatz zusammengestellt sind, wobei wenigstens ein Schraubbolzen durch die Flanschbohrungen und durch die Zentrierringe der baugleichen Schrägkugellager geführt ist, und die Schrägkugellager gegeneinander sowie an einer Anschlusskonstruktion der Vorschubspindel, beispielsweise ein Maschinen- gehäuse, festlegt.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schraubenkopf des Schraubbolzens in einen Zentriersitz des Schrägkugellagers des Lagersatzes eingreift, wobei der Schraubenkopf an der Sitzfläche und an der Anschlagkante des Zentriersitzes des Schrägkugellagers anliegt.
Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager des Lagersatzes zueinander in O- Anordnung angeordnet sind.
Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager des Lagersatzes zueinander in X-Anordnung angeordnet sind.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager des Lagersatzes zueinander in Tandem- Anordnung angeordnet sind.
Gemäß einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im unverspannten Zustand des Schrägkugellagers der axiale Abstand einer Stirnfläche des Außenrings zu einer axialen Stirnfläche des Innenrings gleich oder ungleich dem axialen Abstand einer axial gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenrings zu einer axial gegenüberliegenden Stirnfläche des Innenrings ist.
Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Anzahl der Flanschbohrungen zwischen zwei und acht, vorzugsweise fünf, beträgt.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Lagerkugeln in einem Lagerkäfig gehal- ten sind, oder, alternativ dazu, dass die Lagerkugeln vollkugelig ausgeführt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
Rg. 1 einen Radialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers,
Fig. 2 eine Teilansicht einer Vorschubspindel mit drei erfindungsgemäßen Schrägkugellagem gemäß Hg. 1 ,
Fig. 3 einen Radialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers, und
Fig. 4 eine Teilansicht einer Vorschubspindel mit drei erfindungsgemäßen Schrägkugellagern gemäß Fig. 3.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In Fig. 1 ist im Radialschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen einreihigen Schrägkugellagers 1 dargestellt. Das Schrägkugellager 1 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Außenring 2 und aus einem Innenring 3, welche zueinander konzentrisch angeordnet sind. Der Außenring 2 und der Innenring 3 weisen Laufbahnen 4 bzw. 5 auf, in welchen eine Reihe 6 von Lagerkugeln 7 angeordnet ist. Die Lagerkugeln 7 sind in einem Lagerkäfig 8 gehalten, wobei es abweichend von der dargestellten Anordnung möglich ist, auf den Lagerkäfig 8 zu verzichten, nämlich dann, wenn die Lagerkugeln 7 vollkugelig ausgeführt sind. Der Außenring 2 und der Innenring 3 weisen jeweils Schultern 9 bzw. 10 auf, an welchen sich die Lagerkugeln 7 in axialer Richtung abstützen.
Der Außenring 2 ist radial nach außen zu einem Flansch 11 erweitert, welcher der Anbindung an eine Anschlusskonstruktion dient. Durch den Flansch 11 des Außenringes 2 sind mindestens zwei axial verlaufende Flanschbohrungen 12 geführt, wobei in Fig. 1 nur eine Flanschbohrung 12 dargestellt ist. Die Anzahl der Flanschbohrungen 12 beträgt zwischen zwei und acht, wobei
sich eine Anzahl von fünf Flanschbohrungen 12 als besonders praktisch erwiesen hat.
Das Schrägkugellager 1 ist in Fig. 1 im nicht vorgespannten Zustand darge- stellt. Daher weisen axial äußere Stirnflächen 13, 14 des Außenrings 2 einen axialen Abstand zu axial äußeren Stirnflächen 15, 16 des Innenrings 3 auf. Beim Einbau des Schrägkugellagers 1 wird der Außenring 2 gegenüber dem Innenring 3 verschoben, bis der axiale Abstand der Stirnflächen 13 bis 16 Null beträgt, die axialen Stirnflächen 13 bis 16 also miteinander fluchten.
Der axiale Abstand der Stirnfläche 13 des Außenrings 2 zur axialen Stirnfläche 15 des Innenrings 3 und der axiale Abstand der Stirnfläche 14 des Außenrings 2 zur axialen Stirnfläche 14 des Innenrings 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils gleich groß, so dass eine Montage von mehre- ren Schrägkugellagern 1 zu einem Lagersatz erleichtert wird. Es ist jedoch auch möglich, die Abstände der Stirnflächen 13 bis 16 ungleich breit auszugestalten, insbesondere dann, wenn das Schrägkugellager 1 als Einzellager verwendet werden soll.
In eine radial äußere Mantelfläche 17 des Flansches 11 sind axial außen zwei Zentriersitze 18 eingearbeitet, beispielsweise durch Abdrehen des Flansches 11. Die jeweils identisch ausgebildeten Zentriersitze 18 weisen jeweils eine Sitzfläche 19 und eine Anschlagkante 20 auf, welche jeweils als Sitz und Anschlag für einen Zentrierring 21 dienen. Der Zentrierring 21 stößt mit einer axialen Stirnkante 22 and die Anschlagkante 20 an und liegt zur Hälfte seiner radial inneren Mantelfläche 23 auf der Sitzfläche 19 auf. Wird nun ein zweites identisches Schrägkugellager an das erste Schrägkugellager 1 angelegt, so sitzt der Zentrierring 21 mit seiner anderen axialen Hälfte auf der entsprechenden Sitzfläche des zweiten Schrägkugellagers auf. Hier- durch werden die beiden Schrägkugellager zueinander radial zentriert.
In Fig. 2 ist schematisch eine Vorschubspindel 24 einer nur angedeuteten Werkzeugmaschine mit einem als Anschlusskonstruktion dienenden Gehäuse 25 dargestellt. Die Vorschubspindel 24 ist in einem Lagersatz 26 gelagert, wobei der Lagersatz 26 aus drei einreihigen Schrägkugellagern 1a, 1b, 1c besteht, welche jeweils dem Schrägkugellager 1 aus Fig. 1 entsprechen. Daher weisen die Schrägkugellager 1a bis 1c jeweils einen Außenring 2 mit Flansch 11 und Flanschbohrungen 12 auf. Zudem sind Schraubbolzen 27 durch die Flanschbohrungen 12 geführt und verbinden den Lagersatz 26 mit dem Gehäuse 25.
Durch das Anziehen der Schraubbolzen 27 werden die Außenringe 11 der Schrägkugellager 1a bis 1c gegenüber den zugeordneten Innenringen 3 axial verschoben, wodurch die notwendige Vorspannung der Schrägkugellager 1a bis 1c eingestellt wird. Durch die Zentrierringe 21 , welche zwischen den Schrägkugellagern 1 a und 1 b sowie zwischen den Schrägkugellagern 1 b und 1c auf den zugehörigen Zentriersitzen 18 angeordnet sind, werden die Schrägkugellager 1a bis 1c beim Anziehen der Schraubbolzen 27 zentriert, so dass ein Verkippen oder ungewolltes Verspannen dieser Schrägkugellager 1a bis 1c sicher verhindert wird.
Da die Schrägkugellager 1a bis 1c identisch ausgebildet sind und jeweils zwei axial endständige Zentriersitze 18 aufweisen, bleiben die axial äußeren Zentriersitze 18 des Schrägkugellagers 1a und des Schrägkugellagers 1c jeweils leer. Es ist in Abweichung der dargestellten Ausführungsform jedoch auch möglich, die Flansche 11 jeweils nur mit einem Zentriersitz 18 zu versehen, wobei die Seite ohne Zentriersitz dann am Gehäuse 25 bzw. am Schraubbolzen 27 anliegen würde.
Das Schrägkugellager 1a und das Schrägkugellager 1b sind zueinander in O-Anordnung angeordnet, während das Schrägkugellager 1b und das Schrägkugellager 1c zueinander in Tandem-Anordnung angestellt sind. Andere Konstellationen sind aber auch denkbar und möglich, beispielsweise
das Anstellen von zwei Schrägkugellagern in X-Anordnung oder eine aus drei Schrägkugellagern bestehende Tandem-Anordnung.
In Fig. 3 ist im Radialschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen einreihigen Schrägkugellagers 1 dargestellt. Das Schrägkugellager 1 entspricht weitgehend dem Schrägkugellager 1 aus Fig. 1 und besteht daher ebenfalls aus einem Außenring 2 und aus einem Innenring 3, welche zueinander konzentrisch angeordnet sind. Der Außenring 2 und der Innenring 3 weisen Laufbahnen 4 bzw. 5 auf, in welchen eine Reihe 6 von Lagerkugeln 7 angeordnet ist. Die Lagerkugeln 7 sind in einem Lagerkäfig 8 gehalten, wobei es abweichend von der dargestellten Anordnung möglich ist, auf den Lagerkäfig 8 zu verzichten. Der Außenring 2 und der Innenring 3 weisen jeweils Schultern 9, 10 auf, an welchen sich die Lagerkugeln 7 in axialer Richtung abstützen.
Der Außenring 2 ist radial nach außen zu einem Flansch 11 erweitert, welcher der Anbindung an eine Anschlusskonstruktion dient. Durch den Flansch 11 des Außenringes 2 sind mindestens zwei axial verlaufende Flanschbohrungen 12 geführt, wobei in Fig. 3 nur eine Flanschbohrung 12 dargestellt ist. Die Anzahl der Flanschbohrungen 12 beträgt ebenfalls zwischen zwei und acht, wobei sich eine Anzahl von fünf Flanschbohrungen 12 als besonders praktisch erwiesen hat.
Das Schrägkugellager 1 ist in Fig. 3 ebenfalls im nicht vorgespannten Zu- stand dargestellt. Daher weisen axial äußere Stirnflächen 13, 14 des Außenrings 2 einen axialen Abstand zu axial äußeren Stirnflächen 15, 16 des Innenrings 3 auf. Beim Einbau des Schrägkugellagers 1 wird der Außenring 2 gegenüber dem Innenring 3 verschoben, bis der axiale Abstand der Stirnflächen 13 bis 16 Null beträgt, die axialen Stirnflächen 13 bis 16 also miteinan- der fluchten.
Der axiale Abstand der Stirnfläche 13 des Außenrings 2 zur axialen Stirnfläche 15 des Innenrings 3 und der axiale Abstand der Stirnfläche 14 des Außenrings 2 zur axialen Stirnfläche 14 des Innenrings 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils gleich groß, so dass eine Montage von mehre- ren Schrägkugellagern 1 zu einem Lagersatz erleichtert wird. Es ist jedoch auch möglich, die Abstände der Stirnflächen 13 bis 16 ungleich breit auszugestalten, insbesondere dann, wenn das Schrägkugellager 1 als Einzellager verwendet werden soll.
Ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zwei Zentriersitze 28 in den Flansch 11 eingearbeitet, beispielsweise durch Fräsen oder Bohren. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zentriersitze 28 jeweils in die innere Mantelfläche 29 des Flansches 11 bzw. der Flanschbohrung 12 eingearbeitet. Die jeweils identisch ausgebildeten Zentriersitze 28 weisen jeweils eine Sitzfläche 30 und eine Anschlagkante 31 auf, welche jeweils als Sitz und Anschlag für eine Zentrierhülse oder einen Zentrierring 32 dienen. Der Zentrierring 32 stößt mit einer axialen Stirnkante 33 an die Anschlagkante 31 an und liegt zur Hälfte seiner radial äußeren Mantelfläche 34 an der Sitzfläche 30. Wird nun ein zweites identisches Schrägkugellager an das Schrägkugellager 1 angelegt, liegt der Zentrierring 32 auch mit seiner anderen axialen Hälfte an der entsprechenden Sitzfläche des zweiten Schrägkugellagers an. Hierdurch werden die beiden Schrägkugellager miteinander radial zentriert.
In Fig. 4 ist ähnlich der Darstellung gemäß Fig. 2 schematisch eine Vorschubspindel 24 einer nur angedeuteten Werkzeugmaschine mit einem als Anschlusskonstruktion dienenden Gehäuse 25 dargestellt. Die Vorschubspindel 24 ist in einem Lagersatz 26 gelagert, wobei der Lagersatz 26 aus drei einreihigen Schrägkugellagern 1a, 1b, 1c besteht, welche jeweils dem Schrägkugellager 1 aus Fig. 3 entsprechen. Daher weisen die Schrägkugellager 1a bis 1c jeweils einen Außenring 2 mit Flansch 11 und Flanschbohrungen 12 auf. Zudem sind Schraubbolzen 27 durch die Flanschbohrungen
12 geführt und verbinden den Lagersatz 26 mit dem Gehäuse 25.
Durch das Anziehen der Schraubbolzen 27 werden die Außenringe 11 der Schrägkugellager 1a bis 1c gegenüber ihren jeweiligen Innenringen 3 axial verschoben, wodurch die notwendige Vorspannung der Schrägkugellager 1a bis 1c eingestellt wird. Durch die Zentrierringe 31 , welche zwischen den Schrägkugellagern 1a und 1b, sowie zwischen den Schrägkugellagern 1b und 1c auf den zugehörigen Zentriersitzen angeordnet sind, werden die Schrägkugellager 1a bis 1c beim Anziehen der Schraubbolzen 27 zentriert, so dass ein Verkippen oder ungewolltes Verspannen dieser Schrägkugellager 1a bis 1c sicher verhindert wird.
Da die Schrägkugellager 1a bis 1c identisch ausgebildet sind und jeweils zwei axial endständige Zentriersitze 28 aufweisen, bleibt der axial äußere Zentriersitz 28 des Schrägkugellagers 1a leer, während ein Schraubenkopf 35 des Schraubbolzens 27 in den axial äußeren Zentriersitz des Schrägkugellagers 1c eingreift, so dass der Schraubenkopf 35 an der Sitzfläche 30 und an der Anschlagkante 31 anliegt und somit zusätzlich einen Beitrag zur Zentrierung des Lagersatzes 26 leistet.
Es ist in Abweichung zu der dargestellten Ausführungsform jedoch auch möglich, die Flansche 11 jeweils nur mit einem Zentriersitz 28 zu versehen, wobei die Seite ohne Zentriersitz dann am Gehäuse 25 bzw. am Schraubbolzen 27 anliegen würde.
Bezugszeichenliste
1 Schrägkugellager
1a Schrägkugellager
1b Schrägkugellager
1c Schrägkugellager
2 Außenring
3 Innenring
4 Laufbahn
5 Laufbahn
6 Reihe
7 Lagerkugel
8 Lagerkäfig
9 Schulter
10 Schulter
11 Flansch
12 Flanschbohrung
13 Stirnfläche
14 Stirnfläche
15 Stirnfläche
16 Stirnfläche
17 Mantelfläche
18 Zentriersitz
19 Sitzfläche
20 Anschlagfläche
21 Zentrierring
22 Stirnkante
23 Innere Mantelfläche
24 Vorschubspindel
25 Gehäuse
26 Lagersatz
27 Schraubbolzen
Zentriersitz
Mantelfläche
Sitzfläche
Anschlagkante
Zentrierring
Stirnkante
Mantelfläche
Schraubenkopf
Claims
1. Einreihiges Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) zur Lagerung einer Vorschubspindel (24) einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Außenring (2) und einem Innenring (3) sowie einer dazwischen ange- ordneten, auf zugehörigen Laufbahnen (4, 5) abwälzenden Reihe (6) von Lagerkugeln (7), wobei der Innenring (3) und der Außenring (2) jeweils Schultern (9, 10) aufweisen, an welchen sich die Lagerkugeln (7) in axialer Richtung abstützen, und wobei das Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) axial vorspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) radial außen zu einem Flansch (11) mit wenigstens zwei axial verlaufenden Flanschbohrungen (12) erweitert ist, wobei in den Flansch (11) wenigstens ein Zentriersitz (18; 28) mit Sitzfläche (19; 30) und Anschlagkante (20; 31) für einen Zentrierring (21 ; 32) eingearbeitet ist, und wobei der Zentrierring (21 ; 32) zwei identisch ausgebildete Schrägkugellager zueinander zentriert.
2. Schrägkugellager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (11) des Schrägkugellagers (1 , 1a, 1 b, 1c) an seinen beiden axialen Enden jeweils mit einem Zentriersitz (18; 28) versehen ist.
3. Schrägkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentriersitz (18) in eine radial äußere Mantelfläche (17) des Flansches (11) eingearbeitet ist, wobei der Zentriersitz (18) eine radial äußere Sitzfläche (19) und eine axial wirkende Anschlagkante (20) aufweist, wobei der Zentrierring (21 ) mit einer axialen Stirnkante
(22) an die Anschlagkante (20) anstößt und mit wenigstens einem Teil seiner radial inneren Mantelfläche (23) auf der Sitzfläche (19) aufliegt.
4. Schrägkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass der Zentriersitz (28) in eine innere Mantelfläche (29) des
Flansches (11) eingearbeitet ist und eine Sitzfläche (30) und eine Anschlagkante (31 ) aufweist, wobei der Zentrierring (32) mit einer axialen Stirnkante (33) an die Anschlagkante (31 ) anstößt und mit einem Teil seiner radial äußeren Mantelfläche (34) an der Sitzfläche (30) anliegt.
5. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) zu einem Lagersatz (26) zusammengestellt sind, wobei wenigstens ein Schraubbolzen (27) durch die Flanschbohrungen (12) und durch die Zentrierringe (21 ; 32) der baugleichen Schrägkugellager
(1 , 1a, 1b, 1c) geführt ist und die Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) gegeneinander und an einer Anschlusskonstruktion (25) der Vorschubspindel (24) festlegt.
6. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubenkopf (35) des Schraubbolzens (27) in einen Zentriersitz (28) des Schrägkugellagers (1c) des Lagersatzes (26) eingreift, wobei der Schraubenkopf (35) an der Sitzfläche (30) und an der Anschlagkante (31) des Zentriersitzes (28) des Schrägkugellagers (1c) anliegt.
7. Schrägkugellager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) des Lagersatzes (26) zueinander in O-Anordnung angeordnet sind.
8. Schrägkugellager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) des Lagersatzes (26) zueinander in X-Anordnung angeordnet sind.
9. Schrägkugellager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei baugleiche Schrägkugellager (1 , 1a, 1b, 1c) des Lagersatzes (26) zueinander in Tandem-Anordnung angeordnet sind.
10. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im unverspannten Zustand des Schrägkugellagers (1 , 1a, 1b, 1c) der axiale Abstand einer Stirnfläche (13) des Außenrings (2) zu einer axialen Stirnfläche (15) des Innenrings (3) gleich oder ungleich dem axialen Abstand einer axial gegenüberliegenden Stirnfläche (14) des Außenrings (2) zu einer axial gegenüberliegenden Stirnfläche (16) des Innenrings (3) ist.
11. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Flanschbohrungen (12) zwischen zwei und acht, vorzugsweise fünf, beträgt.
12. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkugeln (7) in einem Lagerkäfig (8) gehalten sind.
13. Schrägkugellager zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkugeln (7) vollkugelig ausgeführt sind.
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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