DE10126103C2 - Lageranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine Lageranordnung der eingangs genannten Art kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn neben radialen Belastungen an der Lageranordnung auch hohe axiale Belastungen angreifen und eine axiale Verlagerung der Welle relativ zum Gehäuse vermieden werden soll. So werden derartige Lageranordnungen insbesondere in Werkzeugmaschinen zum Lagern der Werkstück­ spindel oder der Werkzeugspindel eingesetzt. Durch die gleichsinnige Positionierung der Wälzlager im Gehäuse, bei der die Druckkegel der Wälzlager in dieselbe axiale Rich­ tung zeigen, werden die an den Wälzlagern angreifenden Axi­ alkräfte auf die beiden Wälzlager verteilt, so dass die Lageranordnung hohe Axialkräfte aufnehmen kann.

Bei dieser bekannten Lageranordnung besteht nun das Pro­ blem, dass, wenn sich die Wälzlager bei einer an der Welle angreifenden Axialkraft nicht exakt zueinander positioniert im Gehäuse abstützen, die Wälzlager unterschiedlich bela­ stet werden. Um dies zu vermeiden, müssen sowohl die Wälz­ lager als auch die Lagerstellen im Gehäuse und die Lager­ stellen an der Welle sehr genau gefertigt und die Lageran­ ordnung bei der Montage axial vorgespannt werden. Trotz des hohen Fertigungs-, Meß- und Montageaufwandes kommt es bei den bekannten Lageranordnungen aufgrund der fertigungsbe­ dingten Toleranzen dennoch zu geringfügigen Lageabweichun­ gen zwischen den Wälzlagern und damit zu ungleichmäßigen axialen Belastungen.

Trotz der geringen Lageabweichungen, die üblicherweise im µ-Bereich liegen, entstehen insbesondere bei hohen, an der Welle angreifenden Axialkräften, diese können bei Werk­ zeugmaschinen bei 200 kN und mehr liegen, entsprechend hohe Unterschiede in der axialen Belastung der Wälzlager der La­ geranordnung. Diese können zu ungleichmäßiger Abnutzung, damit verbundener, unterschiedlich hoher Lebensdauer und bei Belastungsspitzen gegebenenfalls sogar zu einem Versa­ gen des überproportional belasteten Wälzlagers führen.

Aus der DE 199 37 040 A1 ist eine Axiallageranordnung be­ kannt, bei der zur axialen Lastaufnahme zwei Wälzlager gleichsinnig positioniert in Tandemanordnung in ein Gehäuse eingesetzt sind, wobei eines der Wälzlager durch eine Spanneinrichtung axial vorgespannt werden kann, um die Lastverteilung auf die beiden Wälzlager zu regulieren. Zu diesem Zweck wird die Vorspannkraft der Spanneinrichtung mit Hilfe einer Steuereinheit entsprechend den äußeren Lastzuständen aktiv eingestellt.

Die US 4,626,111 offenbart eine Einrichtung zum Einstellen des Lagerspiels in einem zweireihigen Kegelrollenlager, um temperaturbedingte Änderungen des Lagerspiels zu kompensie­ ren. Zu diesem Zweck sind die beiden Außenringe des Kegel­ rollenlagers durch hydraulische Spanneinrichtungen gegen­ einander vorgespannt. Mit Hilfe einer Pumpenanordnung kön­ nen die Vorspannkräfte so eingestellt werden, dass die Vorspannkräfte einerseits so hoch sind, dass die Außenringe, die Wälzkörper und der gemeinsame Innenring des zweireihi­ gen Kegelrollenlagers in einem spielfreien Zustand gehalten sind, andererseits ein temperaturbedingtes Ausdehnen oder Schrumpfen des Innenrings des Kegelrollenlagers jedoch noch möglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die La­ geranordnung eventuell auftretende, unterschiedlich hohe, an den Wälzlagern angreifende Axialkräfte selbständig aus­ gleichen kann, um eine möglichst gleichmäßige axiale Bela­ stung der Wälzlager zu erreichen.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist für jedes Wälzlager mindestens eine Spanneinrichtung vorgesehen, mit der das betreffende Wälzlager axial vorgespannt werden kann. Die Spanneinrichtungen der Wälzlager sind ihrerseits miteinander so gekoppelt, dass sie die an den Wälzlagern angreifenden Axialkräfte durch Verändern der jeweiligen Vorspannkraft zueinander ausgleichen.

Greift an dem einen Wälzlager eine verglichen mit dem ande­ ren Wälzlager höhere Teilaxialkraft an, erhöht die mit der Spanneinrichtung des höher belasteten Wälzlagers gekoppelte Spanneinrichtung des anderen Wälzlagers dessen axiale Vor­ spannkraft, während die Spanneinrichtung des höher belaste­ ten Wälzlager die axiale Vorspannkraft reduziert. Da sich die beiden Wälzlager durch die gleichsinnige Positionierung gegenseitig axial abstützen, nimmt das nun stärker axial vorgespannte Wälzlager einen Teil der am anderen Wälzlager angreifenden Teilaxialkraft zusätzlich auf, wodurch die axiale Belastung an dem zuvor höher belasteten Wälzlager abnimmt. Ändert sich das Verhältnis zwischen den an den Wälzlagern angreifenden Teilaxialkräften wieder, werden die Teilaxialkräfte in gleicher Weise erneut untereinander aus­ geglichen.

Durch das Wechselspiel zwischen den einerseits auftretenden axialen Belastungen an den Wälzlagern der Lageranordnung und den andererseits von den Spanneinrichtungen variierten Vorspannkräften ist es möglich, die an den Wälzlagern an­ greifenden Teilaxialkräfte gegenseitig auszugleichen, so dass die Wälzlager gleichen axialen Belastungen ausgesetzt sind.

Hierdurch ist es möglich, auftretende Spitzen bei der axia­ len Belastung aufzufangen und eine gleichmäßige Beaufschla­ gung der Wälzlager zu erreichen. Ferner werden durch die erfindungsgemäße Lageranordnung Abweichungen in der Einbau­ lage der Wälzlager ohne großen Aufwand ausgeglichen, so dass auch der Mess- und Fertigungsaufwand bei der erfin­ dungsgemäßen Lageranordnung geringer ausfällt als bei den bisher bekannten Lageranordnungen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.

So wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Lageran­ ordnung vorgeschlagen, zum axialen Vorspannen der Wälzlager hydraulische Spanneinrichtungen zu verwenden, die hydrau­ lisch miteinander in Verbindung stehen. Die Verwendung hy­ draulischer Spanneinrichtungen hat den Vorteil, dass aufgrund der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit be­ reits geringe Unterschiede zwischen den an den Wälzlagern angreifenden Axialkräften direkt ausgeglichen werden.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird ferner vorgeschlagen, zwischen den hydraulischen Spanneinrichtungen einen Druckschalter vorzusehen, der die hydraulische Ver­ bindung erst ab einem vorgegebenen Schaltdruck zum Ausglei­ chen der Axialkräfte freigibt. Hierdurch kann gezielt ein­ gestellt werden, bei welchen axialen Belastungen die an den Wälzlagern angreifenden Axialkräfte ausgeglichen werden sollen.

Ferner wird vorgeschlagen, einen Drucksensor in die Strö­ mungsverbindung zwischen den beiden hydraulischen Spann­ einrichtungen anzuordnen. Mit Hilfe des Drucksensors wird der hydrostatische Druck in der Hydraulikflüssigkeit kon­ tinuierlich oder intermittierend bestimmt, um einen Druck­ abfall, der beispielsweise auf eine Leckage des Systems zurückzuführen ist, erfassen zu können.

Des Weiteren wird bei der Verwendung der hydraulischen Spanneinrichtungen vorgeschlagen, für die hydraulischen Spanneinrichtungen ein gemeinsames Füllventil vorzusehen, wodurch eine gleichmäßige Befüllung der hydraulischen Spanneinrichtungen sichergestellt ist.

Als Hydraulikflüssigkeit wird vorzugsweise das Öl verwen­ det, mit dem auch die Wälzlager geschmiert werden. Auf die­ se Weise wird erreicht, dass bei eventuell aus den hydrau­ lischen Spanneinrichtungen in das Gehäuse austretender Hy­ draulikflüssigkeit sich diese mit dem Öl, mit dem die La­ ger geschmiert werden, problemlos mischen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Lageranordnung mit hydraulischen Spanneinrichtungen weist jede hydrauli­ sche Spanneinrichtung einen axial verstellbaren Druckring auf, der in einer mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Ring­ nut aufgenommen ist. Die Ringnuten der hydraulischen Spann­ einrichtungen stehen in Strömungsverbindung miteinander, so dass bei einer Verlagerung des Druckrings der Spanneinrich­ tung des einen Wälzlagers, die durch eine Zunahme der an diesem Wälzlager angreifenden Teilaxialkraft verursacht ist, die Hydraulikflüssigkeit aus deren Ringnut in die Ringnut der anderen hydraulischen Spanneinrichtung des an­ deren Wälzlagers gedrückt wird, wodurch das andere Wälzla­ ger zum Ausgleich der an den Wälzlagern angreifenden Teil­ axialkräfte stärker axial vorgespannt wird.

Als Wälzlager werden bei der erfindungsgemäßen Lageranord­ nung vorzugsweise Axial-Pendelrollenlager verwendet, da diese aufgrund ihres Aufbaus auch bei hohen Drehzahlen in der Lage sind, gleichzeitig hohe axiale und radiale Bela­ stungen aufzunehmen. Zum axialen Vorspannen der Axial-Pen­ delrollenlager ist die dem jeweiligen Axial-Pendelrollenla­ ger zugeordnete Spanneinrichtung an dessen Außenring anleg­ bar, so dass bei einer Verlagerung des Außenrings des einen Axial-Pendelrollenlagers die Vorspannkraft der diesem zuge­ ordneten Spanneinrichtung erhöht wird. Diese leitet die Zu­ nahme an die andere Spanneinrichtung weiter, welche ihrer­ seits zum Ausgleich der an den Axial-Pendelrollenlagern an­ greifenden Teilaxialkräfte den Außenring des anderen Axial- Pendelrollenlagers vorspannt.

Darüber hinaus ist es möglich, die Axial-Pendelrollenlager mit Hilfe der Spanneinrichtungen bereits vor Inbetriebnahme der Lageranordnung mit einer Mindestaxiallast spielfrei vorzuspannen, wodurch ein kinematisch einwandfreies Abrol­ len der AxialPendelrollenlager auch bei geringen an den Axial-Pendelrollenlagern während des Betriebes angreifenden Axialkräften sichergestellt ist.

Alternativ können auch andere Wälzlagertypen, bespielsweise Schulterkugellager, einreihige Schrägkugellager, Kegelrol­ lenlager und ähnliche Wälzlagertypen, eingesetzt werden, die in der Lage sind, kombinierte Belastungen aufzunehmen.

Ferner wird vorgeschlagen, in das Gehäuse einen ersten Ein­ satz und einen sich an diesem axial abstützenden zweiten Einsatz einzusetzen, wobei sich das eine der Wälzlager am ersten Einsatz und das andere Wälzlager am zweiten Einsatz abstützt und an jedem der beiden Einsätze jeweils eine der Spanneinrichtungen vorgesehen ist. Die Verwendung der Ein­ sätze hat verschiedene Vorteile. Einerseits kann ein und dasselbe Gehäuse bei Verwendung unterschiedlicher Einsätze für unterschiedlich dimensionierte Lageranordnungen verwen­ det werden. Andererseits können die Spanneinrichtungen außerhalb des Gehäuses in die Einsätze montiert werden, wo­ durch die Montage der Spanneinrichtungen verglichen mit ei­ nem direkten Einbau in das Gehäuse erleichtert ist.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die beiden gleich­ sinnig angeordneten Wälzlager zusätzlich durch ein weiteres Wälzlager axial angestellt sind, um eine definierte axiale Einbaulage der Welle sicherzustellen. Dabei ist es insbe­ sondere von Vorteil, wenn die beiden gleichsinnig angeord­ neten Wälzlager und das weitere Wälzlager in O-Anordnung zueinander axial angestellt sind, so dass die Lageranord­ nung eine große Stützbasis erhält. Dies kann auch bei kurzen Lagerabständen ein hohes Kippmoment aufnehmen, damit auch beabstandet zur Lageranordnung angreifende radiale Kräfte von der Lageranordnung abgestützt werden können.

Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Lageranord­ nung zum Lagern einer Spindel im Spindelgehäuse einer Werk­ zeugmaschine verwendet, da die Lageranordnung zur Aufnahme hoher radialer und axialer Belastungen ausgelegt ist, wäh­ rend sie gleichzeitig eine axiale Verlagerung der Spindel relativ zum Spindelgehäuse wirksam verhindert.

Aufgrund der hohen beim Drückwalzen auftretenden Umform­ kräfte, die unmittelbar auf die Werkstückspindel beim Drückwalzen einwirken, wird die erfindungsgemäße Lageran­ ordnung insbesondere zum Lagern der Spindel im Spindelge­ häuse einer Drückwalzmaschine eingesetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur eine Schnittansicht einer La­ geranordnung einer Spindel in einer Drückwalzmaschine.

In der einzigen Figur ist in Schnittansicht eine Lageran­ ordnung 10 zum drehbaren Lagern einer Spindel 12 in einem Spindelgehäuse 14 einer Drückwalzmaschine dargestellt. An der in der Figur links dargestellten Stirnseite der Spindel 12 ist während des Betriebes eine Werkstückaufnahme, bei­ spielsweise ein Spannfutter, in bekannter Weise befestigt.

Zum Lagern der Spindel im Spindelgehäuse 14 sind zwei Axi­ al-Pendelrollenlager 16 und 18 auf die Spindel 12 aufge­ schoben. Die Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 sind gleich­ sinnig in Tandemanordnung in das Spindelgehäuse 14 einge­ setzt, d. h. die beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 sind so zueinander angeordnet, dass die Druckkegel D der Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 in dieselbe axiale Rich­ tung zeigen. Zwischen den beiden Innenringen 20 und 22 der beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 ist ein Zwischen­ ring 24 auf die Spindel 12 aufgeschoben, der die Innenringe 20 und 22 der Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 in einem definierten Abstand zueinander hält.

Des Weiteren ist auf die Spindel 12 ein Kegelrollenlager 26 aufgeschoben, das bezüglich der in Tandemanordnung positio­ nierten Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 in O-Anordnung axial angestellt ist. Durch die axiale Anstellung des Ke­ gelrollenlagers 26 zu den Axial-Pendelrollenlagern 16 und 18 wird erreicht, dass die Lageranordnung 10 eine große Stützbasis aufweist, die ein hohes Kippmoment aufnehmen kann, welches durch mit Abstand zur Lageranordnung 10 an der Spindel 12 angreifende radiale Belastungen während des Betriebes verursacht wird.

Der Außenring 28 des Axial-Pendelrollenlagers 16 ist in ei­ nen ersten Einsatz 30, der in das Spindelgehäuse 14 einge­ setzt ist, eingeführt und in diesem abgestützt. Der Außen­ ring 32 des zweiten Axial-Pendelrollenlagers 18 ist in ei­ nem zweiten Einsatz 34 aufgenommen, der gleichfalls in das Spindelgehäuse 14 eingesetzt ist, sich in diesem an einem Absatz 36 axial abstützt, während der zweite Einsatz 34 seinerseits den ersten Einsatz 30 im Spindelgehäuse 14 axial stützt. Dabei ist zwischen den beiden Einsätzen 30 und 34 ein als Verdrehsicherung dienender Zylinderstift 37 vorgesehen, der ein Verdrehen der beiden Einsätze 30 und 34 relativ zueinander um die Spindel 12 verhindert. Das Ke­ gelrollenlager 26 ist gleichfalls in den zweiten Einsatz 34 eingesetzt, wodurch die zuvor angesprochene axiale Anstel­ lung möglich wird.

An jedem Einsatz 30 und 34 ist eine hydraulische Spannein­ richtung 38 und 40 vorgesehen, mit deren Hilfe die beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 in axialer Richtung hy­ draulisch vorgespannt werden können.

So weist die am ersten Einsatz 30 vorgesehene hydraulische Spanneinrichtung 38 einen Druckring 42 auf, der an der Stirnseite des Außenrings 28 des Axial-Pendelrollenlagers 16 anlegbar ist und in einer konzentrisch zur Rotationsach­ se R der Spindel 12 verlaufenden Ringnut 44 verschieblich aufgenommen ist. Die Ringnut 44 steht mit einem Verbin­ dungskanal 46 in Strömungsverbindung, der am Spindelgehäuse 14 ausgebildet ist.

In gleicher Weise weist die hydraulische Spanneinrichtung 40 einen Druckring 48 auf, der an die Stirnseite des Außen­ rings 32 des anderen Axial-Pendelrollenlagers 18 anliegt und in einer identisch zur Ringnut 44 ausgebildeten Ringnut 50 verschieblich aufgenommen ist. Auch die Ringnut 50 steht mit einem Verbindungskanal 52 des Spindelgehäuses 14 in Verbindung. An die beiden Verbindungskanäle 46 und 52 ist ein Leitungssystem 54 angeschlossen, das die beiden Verbin­ dungskanäle 46 und 48 und damit die beiden Ringnuten 44 und 50 hydraulisch miteinander verbindet. Das Leitungssystem 54 ist durch ein Füllventil 56 mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllbar, wobei während des erstmaligen Befüllens ein vor­ gegebener Druck in dem vom Leitungssystem 54 und den beiden hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40 gebildeten hy­ draulischen System eingestellt wird. Durch diesen vorgege­ benen Fülldruck werden die hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40 hydraulisch vorgespannt, so dass ihre Druckringe 42 und 48 jeweils mit einer definierten Vorspannkraft Fv1 und Fv2 an den Außenringen 28 und 32 der beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 anliegen und diese axial vorspan­ nen. Im Leitungssystem 54 ist ferner ein nicht dargestell­ ter Drucksensor angeordnet, mit dem der hydrostatische Druck im Leitungssystem bestimmt wird. Mit Hilfe des Druck­ sensors kann ein Druckabfall im Leitungssystem 54 erfasst werden, der beispielsweise bei einer Leckage auftritt. In einem derartigen Fall kann dann durch entsprechende Gegen­ maßnahmen, so z. B. durch Nachfüllen von Hydraulikflüssig­ keit, der Druckabfall im Leitungssystem 54 ausgeglichen werden.

Des Weiteren ist in dem Leitungssystem 54 ein nicht darge­ stellter Druckschalter vorgesehen, der einen Austausch von Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40 so lange verhindert, bis der in einer der beiden hydraulischen Spanneinrichtungen 38 bzw. 40 wirkende hydraulische Innendruck einen vorgegebenen Wert überschreitet, wie später noch erläutert wird.

Um zusätzlich die radialen Belastungen, die an der Spindel 12 während des Betriebes angreifen, aufnehmen zu können, ist in unmittelbarer Nähe des in der Figur links dargestell­ ten Anschlussendes der Spindel 12, an dem die Werkstückauf­ nahme vorgesehen wird, ein Zylinderrollenlager 58 in den ersten Einsatz 30 eingesetzt. Mit diesem wird die Spindel 12 im Spindelgehäuse 14 in radialer Richtung abgestützt.

An der offenen Stirnseite des ersten Einsatzes 30 ist ein Gehäusedeckel 60 verschraubt, mit dem das Zylinderrollenla­ ger 58 gesichert und das Gehäuseinnere des Spindelgehäuses 14 nach außen hin mit Hilfe von Dichtungen 62 fluiddicht abgedichtet ist. Der Innenring des Zylinderrollenlagers 58 liegt an einem Stützring 64 an, der auf die Spindel 12 auf­ geschoben ist und sich seinerseits an der dem Zylinderrollenlager 58 zugewandten Stirnseite des Innenrings 20 des Axial-Pendelrollenlagers 16 abstützt. Das andere Ende des Spindelgehäuses 14 ist durch einen Deckel 66 verschlossen, der das Gehäuseinnere durch einen Wellendichtring 68 fluid­ dicht abschließt.

Zum axialen Anstellen des Kegelrollenlagers 26 ist auf die Spindel 12 eine Wellenmutter 70 aufgeschraubt, die am In­ nenring 72 des Kegelrollenlagers 26 anliegt. Sobald die Wellenmutter 70 vorgespannt ist, wird ein Teil der Kräfte über das Kegelrollenlager 26, den zweiten Einsatz 34, den ersten Einsatz 30 und die beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 an den Stützring 64 übertragen.

Der Stützring 64 ist seinerseits an einem Spindelabsatz 74 abgestützt, so dass die von der Spindelmutter 70 auf die Spindel 12 übertragene Vorspannkraft über den Spindelabsatz 74 an den Stützring 64 übertragen wird. Auf diese Weise ist die gesamte Anordnung aus Axial-Pendelrollenlagern 16 und 18, den beiden Einsätzen 30 und 34, der Spindel 12 sowie dem Kegelrollenlager 26 axial vorgespannt und im Spindel­ gehäuse 14 gesichert. Die Lageranordnung 10 wird dabei mit einer Mindestaxialspannkraft vorgespannt, die der zu erwar­ tenden Belastung entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Lageranordnung spielfrei axial vorgespannt ist und sich die Spindel 12 auch bei üblichen Belastungen nicht re­ lativ zum Gehäuse 14 verlagert.

Des Weiteren sind an dem zweiten Einsatz 34 mehrere Schmier­ kanäle 76 vorgesehen, durch die die verschiedenen Lager 16, 18, 26 und 58 mit Schmierstoffen versorgt werden können.

Als Schmierstoffe für die Lager 16, 18, 26 und 58 wird da­ bei dasselbe Öl verwendet, das für die hydraulischen Spann­ einrichtungen 38 und 40 eingesetzt wird, so dass auch ein Mischen des Schmieröls mit der Hydraulikflüssigkeit pro­ blemlos möglich ist.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lageranordnung 10 näher erläutert.

Sobald die Drückwalzmaschine in Betrieb genommen wird, greift an der Spindel 12 eine aus einer Radialkraft Fr und eine Axialkraft Fa kombinierte resultierende Kraft Fres an. Die an der Lageranordnung 10 angreifende Radialkraft Fr führt entsprechend den gegebenen geometrischen Verhältnis­ sen zu Lastmomenten, die von den einzelnen Lagern 16, 18, 26 und 58 aufgenommen werden.

Die an der Lageranordnung 10 angreifende Axialkraft Fa wird dagegen nur von den beiden Axial-Pendelrollenlagern 16 und 18 sowie dem Kegelrollenlager 26 aufgenommen. Dabei wirken durch die gleichsinnige Anordnung der Axial-Pendelrollenla­ ger 16 und 18 Teilaxialkräfte Fa1 und Fa2 an den beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18, die durch die entgegen den Druckkegeln D der Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 an der Spindel 12 angreifenden Axialkraft Fa verursacht sind.

Der am jeweiligen Axial-Pendelrollenlager 16 bzw. 18 an­ greifenden Teilaxialkraft Fa1 bzw. Fa2 wirkt die jeweilige Vorspannkraft Fv1 bzw. Fv2 der betreffenden hydraulischen Spanneinrichtung 38 bzw. 40 entgegen, die das betreffende Axial-Pendelrollenlager 16 bzw. 18 abstützt.

Idealerweise sollten die beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 von den Teilaxialkräften Fa1 und Fa2 gleichmäßig be­ lastet werden, d. h. dass die beiden Teilaxialkräfte Fa1 und Fa2 identisch sind. Dies ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn der die Axialkraft Fa vom dem Innenring 20 des Axial- Pendelrollenlagers 16 teilweise an den Innenring 22 des an­ deren Axial-Pendelrollenlagers 18 übertragene Zwischenring 24 exakt so bemessen ist, dass sich das Axial-Pendelrollen­ lager 16 mit seinem Außenring 28 am ersten Einsatz 30 und das Axial-Pendelrollenlager 18 mit seinem Außenring 32 am zweiten Einsatz 34 mit jeweils gleicher Kraft abstützen.

Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung 10 werden nun die Außenringe 38 und 32 der beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 durch die hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40 entgegen der angreifenden Teilaxialkraft Fa1 bzw. Fa2 ab­ stützt.

Nimmt nun eine der beiden Teilaxialkräfte Fa1 bzw. Fa2 ge­ genüber der anderen Teilaxialkraft Fa2 bzw. Fa1 zu, wird in der betreffenden hydraulischen Spanneinrichtung 38 bzw. 40 von dem betreffenden Außenring 28 bzw. 32 des betreffen­ den Axial-Pendelrollenlagers 16 bzw. gegenüber der anderen hydraulischen Spanneinrichtung 40 bzw. 38 eine Druckzunahme in der in der Ringnut 44 bzw. 50 enthaltenen Hydraulikflüs­ sigkeit verursacht.

Übersteigt die Druckdifferenz zwischen beiden Ringnuten 44 und 50 der beiden hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40 den durch den nicht dargestellten Druckschalter vorgege­ benen Stelldruck, öffnet der Druckschalter, so dass Hydrau­ likflüssigkeit von der einen hydraulischen Spanneinrichtung 38 bzw. 40 in die andere hydraulische Spanneinrichtung 40 bzw. 38 einströmen kann.

Hierdurch kommt es zu einem Druckausgleich zwischen den beiden hydraulischen Spanneinrichtungen 38 und 40, so dass die Vorspannkraft Fv1 bzw. Fv2 der einen hydraulischen Spanneinrichtung 38 bzw. 40, an dessen Axial-Pendelrollen­ lager 16 bzw. 18 die höhere Teilaxialkraft Fa1 bzw. Fa2 an­ greift, reduziert wird, während gleichzeitig die am anderen Axial-Pendelrollenlager 18 bzw. 16 wirkende Vorspannkraft Fv2 bzw. Fv1 durch die betreffende hydraulische Spannein­ richtung 40 bzw. 38 in gleichem Maße erhöht wird. Hierdurch ergibt sich ein gleicher Lastdruck in den beiden hydrauli­ schen Spanneinrichtungen 38 und 40, wodurch eine gleichmä­ ßige Belastung der beiden Axial-Pendelrollenlager 16 und 18 bewirkt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, auftretende Schwankungen bei der axialen Belastung der beiden Axial-Pendelrollenla­ ger 16 und 18 untereinander auszugleichen. Soll ein perma­ nenter Ausgleich zwischen den angreifenden Teilaxialkräfte Fa1 und Fa2 vorgenommen werden, wird auf den Druckschalter im Leitungssystem 54 verzichtet, so dass die Hydraulikflüs­ sigkeit ungehindert zwischen den Spanneinrichtungen 38 und 40 hin und her strömen kann.

Claims (11)

1. Lageranordnung, insbesondere für eine Werkzeugma­ schine, mit
mindestens zwei Wälzlagern (16, 18) zum Lagern einer Welle (12) in einem Gehäuse (14),
wobei die Wälzlager (16, 18) zur Aufnahme von Axial­ kräften (Fa) ausgelegt und gleichsinnig positioniert in Tandemanordnung in das Gehäuse (14) eingesetzt sind, und
mindestens einer Spanneinrichtung (38, 40) für jedes Wälzlager (16, 18) zum axialen Vorspannen des betref­ fenden Wälzlagers (16, 18) mit einer entgegen der Axialkraft (Fa) wirkenden Vorspannkraft (Fv),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spanneinrichtungen (38, 40) der Wälzlager (16, 18) derart miteinander gekoppelt sind, dass sich bei unterschiedlich hohen, an den Wälzlagern (16, 18) angreifenden Axialkräften (Fa), die unterschiedliche Vorspannkräfte (Fv) in den Spanneinrichtungen (38, 40) bewirken, die Vorspannkräfte (Fv) der Spanneinrichtun­ gen (38, 40) zum gegenseitigen Ausgleichen der an den Wälzlagern (16, 18) angreifenden Axialkräfte (Fa) ge­ genseitig ausgleichen.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtungen hydraulische Spanneinrich­ tungen (38, 40) sind, die zum gegenseitigen Ausglei­ chen der an den Wälzlagern (16, 18) angreifenden Axi­ alkräfte (Fa) hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden hydraulischen Spanneinrich­ tungen (38, 40) ein Druckschalter vorgesehen ist, der die hydraulische Verbindung ab einem vorgegebenen Schaltdruck zum Ausgleichen der Axialkräfte (Fa) frei­ gibt.

4. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden hydraulischen Spanneinrich­ tungen (38, 40) ein Drucksensor zum Erfassen des in der hydraulischen Verbindung wirkenden Drucks vorgese­ hen ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Füllventil zum Befüllen der hy­ draulischen Spanneinrichtungen (38, 40) mit Hydraulik­ flüssigkeit vorgesehen ist.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit ein Öl ist, das gleich­ zeitig auch zum Schmieren der Lager (16, 18, 26, 58) verwendbar ist.

7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass jede hydraulische Spanneinrichtung (38, 40) einen axial verstellbaren Druckring (42, 48) aufweist, der in einer Ringnut (44, 50) aufgenommen ist, welche mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, und
dass die Ringnut (44) der einen hydraulischen Spann­ einrichtung (38) mit der Ringnut (50) der anderen hy­ draulischen Spanneinrichtung (40) in Strömungsverbin­ dung steht.

8. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager zwei, insbesondere identische, Axi­ al-Pendelrollenlager (16, 18) dienen, wobei sich der Innenring (20) des einen Axial-Pendelrollenlagers (16) durch einen Zwischenring (24) am Innenring (22) des anderen Axial-Pendelrollenlagers (18) abstützt, und dass an dem Außenring (28, 32) des jeweiligen Axial- Pendelrollenlagers (16, 18) zum axialen Vorspannen die dem betreffenden Axial-Pendelrollenlager (16, 18) zu­ geordnete Spanneinrichtung (38, 40) anlegbar ist.

9. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet,
dass in das Gehäuse (14) ein erster Einsatz (30) und ein diesen axial abstützender zweiter Einsatz (30) eingesetzt sind,
dass sich das eine der Wälzlager (16) am ersten Ein­ satz (30) und das ander Wälzlager (18) am zweiten Einsatz (34) abstützt und
dass an jedem der beiden Einsätze (30, 34) jeweils eine der Spanneinrichtungen (38, 40) vorgesehen ist.

10. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet,
dass zum axialen Anstellen der beiden Wälzlager (16, 18) ein weiteres Wälzlager (26), insbesondere ein Kegelrollenlager, vorgesehen ist und
dass die beiden gleichsinnig angeordneten Wälzlager (16, 18) und das weitere Wälzlager (26), insbesondere in O-Anordnung zueinander, axial angestellt sind.

11. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (10) zum Lagern einer Spindel (12) im Spindelgehäuse (14) einer Werkzeugmaschine, insbesondere im Spindelgehäuse (14) einer Drückwalz­ maschine, dient.