DE102007051476A1 - Roller bearing for e.g. machine tool spindle of driven cutting tool, has paths defining radial planes and pressure lines, where pressure lines cut rotation axis of shaft on side with respect to radial planes - Google Patents
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Abstract
Description
Bezeichnung der ErfindungName of the invention
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung für eine in einem Lagergehäuse drehgelagerte Welle, beispielsweise für eine Werkzeugmaschinenspindel, als Hauptspindel oder als Spindel für angetriebene Bearbeitungswerkzeuge, Werkzeugträger und dergleichen, mit zumindest einer axial wirksamen Lagerung und zumindest einer Radiallagerung.The The invention relates to a roller bearing for a rotatably mounted in a bearing housing shaft, for example for a machine tool spindle, as a main spindle or as a spindle for driven machining tools, tool carriers and the like, with at least one axially effective bearing and at least one radial bearing.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Es ist allgemein bekannt, dass zur Führung und Abstützung eines umlaufenden Maschinenteils, beispielsweise einer Werkzeugmaschinenspindel, zumindest zwei in bestimmten Abständen voneinander angeordnete Lager erforderlich sind. Fertigungstoleranzen sowie temperaturbedingte Relativbewegungen zwischen den gelagerten Bauteilen werden in der Regel durch Fest- und Loslagerung ausgeglichen, wobei die Loslagerung zumeist über Zylinderrollenlager realisierbar ist, welche bei Bedarf eine Axialverschiebung des Rollkörperkäfigs auf der Laufbahn des jeweils bordlosen Lagerringes ermöglichen. Zudem sind insbesondere schnell laufende Spindeln von spanabhebenden Werkzeugmaschinen hohen Radial- und Axialkräften ausgesetzt, die durch geeignete Radial- und Axiallagerungen abgefangen werden müssen. An diese Lagerungen werden dabei höchste Ansprüche gestellt hinsichtlich Bauraum, Laufruhe, Drehzahlbereich, Herstell- und Montageaufwand, da diese Eigenschaften entscheidenden Einfluss auf die Güte (Fertigungsgenauigkeit und Fertigungsgeschwindigkeit, Geräuschentwicklung, Lebensdauer) sowie auf die Standzeit, die Herstellungskosten und den Platzbedarf der gesamten Anlage haben.It is well known that for leadership and support a rotating machine part, for example a machine tool spindle, at least two spaced apart bearings required are. Manufacturing tolerances and temperature-related Relative movements between the stored components are in the Usually balanced by fixed and floating bearing, with the floating bearing usually via cylindrical roller bearings is feasible, which If necessary, an axial displacement of the roller cage allow on the career of each bordlosen bearing ring. In addition, especially fast-moving spindles of cutting Machine tools exposed to high radial and axial forces, which are intercepted by suitable radial and axial bearings have to. These bearings are doing the highest Claims made in terms of space, smoothness, speed range, Manufacturing and assembly costs, as these properties have a decisive influence on the quality (production accuracy and production speed, Noise level, service life) and on the service life, have the manufacturing costs and space requirements of the entire system.
In
der nicht vorveröffentlichten
Aus
der
Die
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Wälzlagerung vorzuschlagen, bei welcher der Bauraum reduziert ist und welche hohen Anforderungen an Präzision, Drehzahlfähigkeit und Laufruhe gerecht wird.Of the Invention is based on the object, a generic To propose rolling bearing, in which reduces the space is and what high demands on precision, speed capability and Smooth running.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Ersatz von einreihigen Wälzlagern durch mehrreihige Wälzlager den Bauraumbedarf einer Wälzlagerung deutlich reduzieren kann und dabei gleichzeitig eine hohe Konstruktionsvielfalt sowie Anpassung an unterschiedlichste Gegebenheiten erlaubt.Of the Invention is based on the finding that the replacement of single-row Rolling bearings by multi-row bearings the space requirement a rolling bearing can significantly reduce and at the same time a high variety of designs and adaptation to a wide variety of Conditions allowed.
Die Erfindung geht daher gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einer Wälzlagerung für eine in einem Lagergehäuse drehgelagerte Welle, beispielsweise für eine Werkzeugmaschinenspindel, als Hauptspindel oder als Spindel für angetriebene Bearbeitungswerkzeuge, Werkzeugträger und dergleichen, mit zumindest einer axial wirksamen Lagerung und zumindest einer Radiallagerung. Zu dieser Wälzlagerung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass wenigstens ein Wälzlager vorgesehen ist, dessen Innen- und Außenring jeweils mehr als eine Laufbahn aufweisen, und dass für jedes Laufbahn-Paar mit den dazwischen abwälzenden Wälzkörpern eine Radial-Ebene sowie eine Drucklinie definiert ist, wobei die Drucklinien aller Laufbahn-Paare des wenigstens einen Wälzlagers, jeweils bezogen auf die Radialebene eines jeden Laufbahn-Paares, die Rotationsachse der Welle auf der gleichen Seite schneiden. Natürlich kann die Anzahl der derart ausgebildeten Wälzlager beliebig den speziellen Anforderungen angepasst werden.The Invention is therefore according to the features of the main claim from a rolling bearing for a in a bearing housing rotatably mounted shaft, for example for a machine tool spindle, as a main spindle or as a spindle for driven machining tools, Tool carrier and the like, with at least one axial effective storage and at least one radial storage. To this Rolling bearing is proposed according to the invention, that at least one roller bearing is provided, whose inner and outer race each have more than one raceway, and that for each raceway pair with the rolling elements rolling in between a radial plane and a pressure line is defined, wherein the Pressure lines of all raceway pairs of the at least one roller bearing, in each case based on the radial plane of each pair of tracks, cut the axis of rotation of the shaft on the same side. Naturally The number of rolling bearings designed in this way can be arbitrary adapted to the special requirements.
Durch diesen Aufbau kann bereits eine deutliche Bauraumreduzierung erzielt werden, da zweireihige Lager kürzer als zwei einreihige gebaut werden können. So kann die Breite eines zweireihigen Lagers beispielsweise nur dem 1,5-fachen der Breite eines einreihigen Lagers entsprechen. Zudem führt ein solcher Aufbau zu einer Herstell- und Montageerleichterung, denn die Anzahl der zu montierenden und auszurichtenden Lagerbauteile sowie der feinzubearbeitenden Lagersitze wird reduziert. Ferner werden die Toleranzen (welche sich addieren) durch eine Bauteilreduktion ebenfalls reduziert. Des Weiteren ermöglichen die längeren Ringe von mehrreihigen Lagern eine verbesserte Aufnahme in der wellenseitigen bzw. gehäuseseitigen Anschlusskonstruktion, welches aufgrund der größeren Kontaktfläche zu einer verbesserten Wärmeabfuhr des Lagers führt. Natürlich muss bei der Wahl nur eines derartigen mehrreihigen Wälzlagers noch zumindest ein zweites Wälzlager vorgesehen sein, welches geeignet ist, Axialkräfte in entgegengesetzter Richtung aufzunehmen. Dies kann beispielsweise ein einreihiges, entsprechend ausgerichtetes Schrägkugellager bekannter Art sein.This construction can already be achieved a significant reduction in space, since double-row bearings can be built shorter than two single-row. For example, the width of a double row bearing may be only 1.5 times the width of a single row bearing. In addition, such a structure leads to a manufacturing and assembly relief, because the number of to be mounted and aligned bearing components and the finely processed bearing seats is reduced. Furthermore, the tolerances (which add up) are also reduced by a component reduction. Furthermore, allow the longer rings of multi-row bearings improved absorption in the shaft side or housing-side connection structure, which due to the larger contact area to ei ner improved heat dissipation of the bearing leads. Of course, in the choice of only one such multi-row rolling bearing still at least a second rolling bearing must be provided, which is adapted to receive axial forces in the opposite direction. This can be, for example, a single row, correspondingly aligned angular contact ball bearing known type.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The Subclaims describe preferred developments or Embodiments of the invention.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittelpunkte bzw. Drehachsen der jeweils einem Laufbahn-Paar zugeordneten Wälzkörper einen Wälzkreisradius definieren, der von zumindest einem anderen Wälzkreisradius, welcher durch die Mittelpunkte bzw. Drehachsen der jeweils einem anderen Laufbahn-Paar zugeordneten Wälzkörper definiert wird, abweicht. Dies führt dazu, dass die Wälzkörperkäfige mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufen und so die Laufruhe der Wälzlagerung optimiert werden kann.According to one first advantageous embodiment of the invention is provided that the centers or axes of rotation of each pair of a career associated rolling elements a pitch radius defined by at least one other pitch circle radius, which by the centers or axes of rotation of each one other raceway pair associated rolling elements is defined, deviates. This causes the Wälzkörperkäfige with different speeds rotate and so the smoothness the rolling bearing can be optimized.
Eine zweite vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die sich in jeweils einem Laufbahn-Paar durch Neigung der Drucklinien ergebenden Druckwinkel mit allen anderen, sich in wenigstens einem anderen Laufbahn-Paar ergebenden Druckwinkeln übereinstimmen, was die Herstellkosten eines solchen Wälzlagers senkt und vielen Anwendungsfällen gerecht werden dürfte.A second advantageous embodiment of the invention provides that in each case a pair of career by inclination of the pressure lines resulting pressure angle with all others, in at least one match other career pair resulting pressure angles, which lowers the manufacturing costs of such a rolling bearing and many applications should be fair.
Gleichermaßen kann es aber auch zweckmäßig sein, dass zumindest einer der sich in jeweils einem Laufbahn-Paar durch Neigung der Drucklinien ergebenden Druckwinkel von einem anderen, sich in jeweils einem anderen Laufbahn-Paar ergebenden Druckwinkel abweicht. Hierdurch kann die Lagerung leichter an spezielle Anforderungen angepasst werden und es lassen sich Lager mit besonders hoher radialer und hoher axialer Steifigkeit erzielen.equally but it may also be appropriate that at least one of each in a career pair by inclination of the Pressure lines resulting pressure angle of another, in each case deviates from a different raceway pair resulting pressure angle. hereby Storage can be adapted more easily to special requirements be and bearings with particularly high radial and can be achieve high axial stiffness.
Weiterhin kann in vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, um eine gleichmäßigere Lastverteilung zu erhalten, die Größe der einem Lauf bahn-Paar zugeordneten Wälzkörper von der Größe der zumindest einem anderen Laufbahn-Paar zugeordneten Wälzkörper abweichen.Farther can in an advantageous embodiment of the inventive concept, in order to get a more even load distribution the size of a runway pair associated Rolling elements the size of at least one other raceway pair associated rolling elements differ.
Eine besonders kompakte Bauform mit Axialbelastbarkeit in beiden Axialrichtungen der gelagerten Welle kann dadurch erzielt werden, wenn vorteilhafterweise wenigstens zwei Schrägkugellager vorgesehen sind, wobei zumindest zwei der Schrägkugellager derart zueinander ausgerichtet sind, dass die die Rotationsachse der Welle schneidenden Drucklinien des einen Schrägkugellager zu den die Rotationsachse der Welle schneidenden Drucklinien des anderen Schrägkugellager entgegen gerichtet sind.A particularly compact design with axial load capacity in both axial directions the stored wave can be achieved if advantageously at least two angular contact ball bearings are provided, wherein at least two of the angular contact ball bearings aligned with each other are that the axes of rotation of the shaft intersecting pressure lines of an angular contact ball bearing to the axis of rotation of the Shaft cutting pressure lines of the other angular contact ball bearings are directed against.
Es dürfte für den Fachmann einleuchtend sein, dass der Erfindungsgedanke beliebige Variationen und Kombinationen der erfindungsgemäßen Wälzlagerung zulässt. Beispielsweise können auch Lagerungen eingesetzt werden, bei denen auf einem Lagerring drei, vier Laufbahnen oder mehr angeordnet sind, wobei ein dazu komplementärer Ring zwei, drei oder auch vier Laufbahnen, jedoch mindestens zwei, aufweist. Dabei können der den Laufbahn-Paaren eines Lagers jeweils zugeordnete Wälzkreisradius, die Größe der Wälzkörper und die Druckwinkel beliebig kombiniert und verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, dass ein in eine axiale Richtung wirkendes Lager größere Druckwinkel als ein in die entgegengesetzte axiale Richtung wirkendes Gegenlager aufweist. Ferner können innerhalb eines Lagers unterschiedliche Druckwinkel und unterschiedliche Wälzkörperdurchmesser vorgesehen sein.It should be obvious to the skilled person that The inventive idea any variations and combinations of Rolling storage according to the invention allows. For example, also bearings can be used, where arranged on a bearing ring three, four tracks or more are, with a complementary ring two, three or also four tracks, but at least two, has. It can the pitch circle radius associated with the raceway pairs of a bearing, the size of the rolling elements and the pressure angles can be combined and changed as desired. For example, it is possible that one in an axial Directional bearing larger pressure angle than an opposing bearing acting in the opposite axial direction having. Furthermore, different within a warehouse Pressure angle and different rolling element diameter be provided.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigtThe The invention will be described below with reference to the accompanying drawings An embodiment explained in more detail. It shows
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
In
Lagergehäuseseitig
stützen sich die Schrägkugellager
Zwischen
dem Deckel
Die
beiden Schrägkugellager
Wie
weiter ersichtlich, wird durch die Laufbahn-Paare mit den sich darin
jeweils abwälzenden Wälzkörpern
Das
rechte Schrägkugellager
Ferner
ist erkennbar, dass die Mittelpunkte der Wälzkörper
Aus
- 1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
- Wälzlagerungroller bearing
- 2, 2', 2''2, 2 ', 2' '
- Lagergehäusebearing housing
- 2020
- Radialer Innenabsatz des Lagergehäusesradial Inner shoulder of the bearing housing
- 3, 3', 3''3, 3 ', 3' '
- Wellewave
- 3030
- Wellenabsatzshaft shoulder
- 4a, 4b4a, 4b
- Wälzlager, SchrägkugellagerRoller bearing, Angular contact ball bearings
- 4a', 4b'4a ' 4b '
- Wälzlager, SchrägkugellagerRoller bearing, Angular contact ball bearings
- 4a'', 4b''4a '', 4b '
- Wälzlager, SchrägkugellagerRoller bearing, Angular contact ball bearings
- 40aa40aa
- Außenring der Schrägkugellagerouter ring the angular contact ball bearing
- 40ai40ai
- Innenring der Schrägkugellagerinner ring the angular contact ball bearing
- 41aa41 aa
- Erste äußere LaufbahnFirst outer career
- 41ai41ai
- Erste innere LaufbahnFirst inner career
- 42aa42aa
- Zweite äußere LaufbahnSecond outer career
- 42ai42ai
- Zweite innere LaufbahnSecond inner career
- 43a143a1
- Wälzkörper des ersten Laufbahn-Paaresrolling elements of the first career pair
- 43a243a2
- Wälzkörper des zweiten Laufbahn-Paaresrolling elements of the second career pair
- 5, 5', 5''5, 5 ', 5' '
- Radiallagerradial bearings
- 66
- Deckelcover
- 77
- Zwischenringintermediate ring
- 88th
- Zwischenringintermediate ring
- 99
- SeegerringSeeger ring
- 1010
- Riemenscheibepulley
- 1111
- Wellenmuttershaft nut
- A, A', A''A, A ', A' '
- Rotationsachse der Welleaxis of rotation the wave
- αa1, αa1', αa1''αa1, αa1 ', αa1' '
- Druckwinkel im ersten Laufbahn-Paarcontact angle in the first career pair
- αa2, αa2', αa2''αa2, αa2 ', αa2' '
- Druckwinkel im zweiten Laufbahn-Paarcontact angle in the second career pair
- DLa1, DLa1', DLal''DLa1, DLa1 ', DLal' '
- Drucklinie im ersten Laufbahn-Paarpressure line in the first career pair
- DLa2, DLa2', DLa2''DLA2, DLa2 ', DLa2' '
- Drucklinie im zweiten Laufbahn-Paarpressure line in the second career pair
- LL
- Linke Seite der Radialebene des Schrägkugellagersleft Side of the radial plane of the angular contact ball bearing
- RR
- Rechte Seite der Radialebene des Schrägkugellagersright Side of the radial plane of the angular contact ball bearing
- REa1, REa1', REa1''REA1, REa1 ', REa1' '
- Radialebene des ersten Laufbahn-Paaresradial plane of the first career pair
- REa2, REa2', REa2''REA2, REa2 ', REa2' '
- Radialebene des zweiten Laufbahn-Paaresradial plane of the second career pair
- ra1, ra1'a1, a1 '
- Wälzkreisradius der Kugeln des ersten Laufbahn-Paarespitch radius the balls of the first career pair
- ra2, ra2'ra2 r a2 '
- Wälzkreisradius der Kugeln des zweiten Laufbahn-Paarespitch radius the balls of the second pair of tracks
- SS
- Ringspaltannular gap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102007013940 [0003] - DE 102007013940 [0003]
- - DE 19802566 A1 [0004] - DE 19802566 A1 [0004]
- - DE 102004048720 A1 [0005] - DE 102004048720 A1 [0005]
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DE102007051476A DE102007051476A1 (en) | 2007-10-27 | 2007-10-27 | Roller bearing for e.g. machine tool spindle of driven cutting tool, has paths defining radial planes and pressure lines, where pressure lines cut rotation axis of shaft on side with respect to radial planes |
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DE102007051476A DE102007051476A1 (en) | 2007-10-27 | 2007-10-27 | Roller bearing for e.g. machine tool spindle of driven cutting tool, has paths defining radial planes and pressure lines, where pressure lines cut rotation axis of shaft on side with respect to radial planes |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007051476A1 true DE102007051476A1 (en) | 2009-04-30 |
Family
ID=40490255
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102007051476A Ceased DE102007051476A1 (en) | 2007-10-27 | 2007-10-27 | Roller bearing for e.g. machine tool spindle of driven cutting tool, has paths defining radial planes and pressure lines, where pressure lines cut rotation axis of shaft on side with respect to radial planes |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102007051476A1 (en) |
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2007
- 2007-10-27 DE DE102007051476A patent/DE102007051476A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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R081 | Change of applicant/patentee |
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