DE102020111092A1 - Roller bearing arrangement - Google Patents

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Jan Georgi
Adrian Loeber
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1) zur Lagerung eines Wellenteils (2), wobei die Wälzlageranordnung (1) eine erste Wälzlagerstelle (3) mit einem ersten Innenring (4) und einem ersten Außenring (5) mit zwischen den Lagerringen angeordneten ersten Wälzkörpern (6) und eine zweite Wälzlagerstelle (7) mit einem zweiten Innenring (8) und einem zweiten Außenring (9) mit zwischen den Lagerringen angeordneten zweiten Wälzkörpern (10) aufweist, wobei der erste Innenring (4) das Wellenteil (2) mit einem ersten Bohrungsdurchmesser (D1) und der zweite Innenring (7) das Wellenteil (2) mit einem zweiten Bohrungsdurchmesser (D2) lagert.Um eine stabile und kostengünstige Lagereinheit zu schaffen, die einfach zu montieren ist, sieht die Erfindung vor, dass sowohl der erste Innenring (4) und der zweite Innenring (8) als auch der erste Außenring (5) und der zweite Außenring (9) jeweils als einstückige Lagerringe ausgebildet sind, wobei der axiale Abstand (a) zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper (6) und der Mitte der zweiten Wälzkörper (10) mindestens das 2,0-fache, vorzugsweise mindestens das 2,5-fache, des kleineren der beiden Bohrungsdurchmesser (D1, D2) beträgt.The invention relates to a rolling bearing arrangement (1) for supporting a shaft part (2), the rolling bearing arrangement (1) having a first rolling bearing point (3) with a first inner ring (4) and a first outer ring (5) with first rolling elements ( 6) and a second rolling bearing point (7) with a second inner ring (8) and a second outer ring (9) with second rolling elements (10) arranged between the bearing rings, the first inner ring (4) having the shaft part (2) with a first Bore diameter (D1) and the second inner ring (7) supports the shaft part (2) with a second bore diameter (D2). In order to create a stable and inexpensive bearing unit that is easy to assemble, the invention provides that both the first inner ring (4) and the second inner ring (8) as well as the first outer ring (5) and the second outer ring (9) are each designed as one-piece bearing rings, the axial distance (a) between the center of the first W. älzkörper (6) and the center of the second rolling elements (10) is at least 2.0 times, preferably at least 2.5 times, the smaller of the two bore diameters (D1, D2).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung zur Lagerung eines Wellenteils, wobei die Wälzlageranordnung eine erste Wälzlagerstelle mit einem ersten Innenring und einem ersten Außenring mit zwischen den Lagerringen angeordneten ersten Wälzkörpern und eine zweite Wälzlagerstelle mit einem zweiten Innenring und einem zweiten Außenring mit zwischen den Lagerringen angeordneten zweiten Wälzkörpern aufweist, wobei der erste Innenring das Wellenteil mit einem ersten Bohrungsdurchmesser und der zweite Innenring das Wellenteil mit einem zweiten Bohrungsdurchmesser lagert.The invention relates to a rolling bearing arrangement for supporting a shaft part, the rolling bearing arrangement having a first rolling bearing point with a first inner ring and a first outer ring with first rolling elements arranged between the bearing rings and a second rolling bearing point with a second inner ring and a second outer ring with second rolling elements arranged between the bearing rings having, wherein the first inner ring supports the shaft part with a first bore diameter and the second inner ring supports the shaft part with a second bore diameter.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine Wälzlageranordnung der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise in der DE 10 2007 051 476 A1 beschrieben. Mit der dort gezeigten Lageranordnung wird eine Werkzeugmaschinenspindel gelagert, wobei dies an zwei axial voneinander beanstandeten Stellen mit jeweils einem Wälzlager bzw. mit mehreren Wälzlagern erfolgt. Dabei werden die Lager über eine Hülse auf Abstand gehalten, so dass sich zwischen den beiden Lagerstellen sowohl betreffend deren Außenringe als auch betreffend deren Innenringe ein präziser Abstand ergibt.A roller bearing arrangement of the generic type is, for example, in DE 10 2007 051 476 A1 described. With the bearing arrangement shown there, a machine tool spindle is mounted, this being done at two axially spaced apart locations, each with a roller bearing or with a plurality of roller bearings. The bearings are kept at a distance by means of a sleeve, so that there is a precise distance between the two bearing points both with regard to their outer rings and with regard to their inner rings.

Durch den Einsatz der Hülse, die die einzelnen Wälzlager auf einem definierten Abstand hält, ist es erforderlich, diese in ihrer axialen Länge präzise abzustimmen. Hierbei summieren sich auch die Fehler der einzelnen Bauteile, die aneinandergrenzen, auf, so dass es aufwendig und teuer ist, die Lageranordnung mit einer hohen Genauigkeit auszustatten. Erst durch die Abstimmung der Hülsenlänge werden infolge der Summe der Toleranzen die Traganteile der einzelnen Lager definiert, was eine entsprechend aufwändige Abstimmung erfordert.By using the sleeve, which keeps the individual rolling bearings at a defined distance, it is necessary to precisely coordinate their axial length. Here, the errors of the individual components that adjoin one another also add up, so that it is time-consuming and expensive to equip the bearing arrangement with a high level of accuracy. Only by coordinating the sleeve length are the bearing components of the individual bearings defined as a result of the sum of the tolerances, which requires a correspondingly complex coordination.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, dass eine stabile und kostengünstige Lagereinheit geschaffen wird, die sich durch eine einfache Montagemöglichkeit auszeichnet. Eine kostengünstige Fertigung soll durch wenige Bauteile realisiert werden, die für die Lageranordnung benötigt werden. Die Lageranordnung soll robust ausgebildet werden und eine präzise Lagerung eine Welle ermöglichen. Dies ist bevorzugt für eine Werkzeugmaschine vorgesehen, die eine zu lagernde Spindel aufweist. Angestrebt wird weiterhin, dass die Lageranordnung einen möglichst geringen Bauraum aufweist.The present invention is based on the object of developing a bearing arrangement of the generic type in such a way that a stable and inexpensive bearing unit is created which is characterized by a simple installation option. Inexpensive production is to be achieved using a few components that are required for the bearing arrangement. The bearing arrangement should be designed to be robust and allow a shaft to be precisely supported. This is preferably provided for a machine tool that has a spindle to be supported. The aim is also that the bearing arrangement has the smallest possible installation space.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sowohl der erste Innenring und der zweite Innenring als auch der erste Außenring und der zweite Außenring jeweils als einstückige Lagerringe ausgebildet sind, wobei der axiale Abstand zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper und der Mitte der zweiten Wälzkörper mindestens das 2,0-fache, vorzugsweise mindestens das 2,5-fache, des kleineren der beiden Bohrungsdurchmesser beträgt.According to the invention, this object is achieved in that both the first inner ring and the second inner ring as well as the first outer ring and the second outer ring are each designed as one-piece bearing rings, the axial distance between the center of the first rolling elements and the center of the second rolling elements being at least that 2.0 times, preferably at least 2.5 times, the smaller of the two bore diameters.

Andererseits beträgt der axiale Abstand zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper und der Mitte der zweiten Wälzkörper bevorzugt höchstens das 3,5-fache, vorzugsweise höchstens das 3,0-fache, des größeren der beiden Bohrungsdurchmesser.On the other hand, the axial distance between the center of the first rolling elements and the center of the second rolling elements is preferably at most 3.5 times, preferably at most 3.0 times, the larger of the two bore diameters.

Mit den vorgeschlagenen geometrischen Größenverhältnissen zwischen Bohrungsdurchmesser und axialem Abstand zwischen den beiden Wälzlagerstellen werden (durch die Nutmutter und das Gewinde) gegebenenfalls aufgebrachte Ungleichmäßigkeiten über die hülsenartigen Strukturen ausgeglichen, was zu gleichmäßigeren Druckverhältnissen an den Lagerringen führt. Ferner kann hiermit eine gleichmäßige Vorspannungsverteilung innerhalb der Lageranordnung gewährleistet werden. Es hat sich gezeigt, dass kürzere axiale Abstände die aufgebrachten Ungleichmäßigkeiten schlechter kompensieren (der Ablauf der Spindel wird mitunter ungleichmäßiger).With the proposed geometric size ratios between the bore diameter and the axial distance between the two roller bearing points, any irregularities that may be applied over the sleeve-like structures are compensated (by the locknut and the thread), which leads to more uniform pressure conditions on the bearing rings. In addition, a uniform distribution of preload within the bearing arrangement can be ensured in this way. It has been shown that shorter axial distances compensate for the applied irregularities more poorly (the sequence of the spindle sometimes becomes more uneven).

Die beiden Bohrungsdurchmesser sind vorzugsweise gleich groß.The two bore diameters are preferably the same size.

Die beiden Wälzlagerstellen können jeweils als Kegelrollenlager ausgebildet sein; in diesem Falle hat sich insbesondere die O-Anordnung der beiden Kegelrollenlager bewährt.The two roller bearing points can each be designed as tapered roller bearings; In this case, the O-arrangement of the two tapered roller bearings has proven particularly useful.

Es ist nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung aber auch vorgesehen, dass die beiden Wälzlagerstellen jeweils als Kugellager ausgebildet sind.According to an alternative embodiment of the invention, however, it is also provided that the two roller bearing points are each designed as ball bearings.

Eine weitere Lösung sieht vor, dass eine der beiden Wälzlagerstellen als Kegelrollenlager und eine der beiden Wälzlagerstellen als Kugellager, insbesondere als zweireihiges Kugellager, ausgebildet sind.Another solution provides that one of the two rolling bearing points is designed as a tapered roller bearing and one of the two rolling bearing points is designed as a ball bearing, in particular as a two-row ball bearing.

Die Montage der Anordnung wird wesentlich erleichtert, wenn die Wälzkörper an mindestens einer der Wälzlagerstellen einen Käfig aufweist, wobei dieser als Axialschnappkäfig oder Kammkäfig ausgebildet ist. Dies ist zumindest für eine der beiden Wälzlagerstellen vorgesehen, dies kann allerdings auch für beide Wälzlagerstellen gelten.The assembly of the arrangement is made considerably easier if the rolling elements have a cage at at least one of the rolling bearing points, this being designed as an axial snap-in cage or a comb cage. This is provided for at least one of the two rolling bearing points, but this can also apply to both rolling bearing points.

Die Schaffung einer vormontierten Lageranordnung mit definierter voreingestellter Vorspannung wird dadurch begünstigt, wenn der einstückige Innenring benachbart zu einer der beiden Wälzlagerstellen einen zylindrischen Sitz aufweist, auf dem eine Bordscheibe befestigt ist. Die Bordscheibe kann auf den zylindrischen Sitz aufgeschrumpft oder auf diesem festgeklebt sein. Allerdings sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten der Bordscheibe möglich. Die Bordscheibe läuft an den Wälzkörpern an und definiert für diese einen axialen Anschlag. Die axiale Positionierung der Bordscheibe definiert dabei die Vorspannung, die sich im Lager einstellt.The creation of a preassembled bearing arrangement with a defined pre-set preload is promoted if the one-piece inner ring has a cylindrical seat adjacent to one of the two rolling bearing points on which a flange disk is attached. The flange disk can be shrunk onto the cylindrical seat or glued to it. However, other ways of fastening the flange wheel are also possible. The flange wheel runs against the rolling elements and defines an axial stop for them. The axial positioning of the flange thereby defines the preload that is established in the bearing.

Die Wälzlageranordnung ist nach einem bevorzugten Anwendungsfall Bestandteil der Spindellagerung einer Werkzeugmaschine. Derartige Spindellagerungen sind häufig riemengetrieben und starr ausgebildet. Insofern betrifft die Erfindung auch eine Werkzeugmaschinen-Spindellagerung mit der vorgeschlagenen Lageranordnung.According to a preferred application, the roller bearing arrangement is part of the spindle bearing of a machine tool. Such spindle bearings are often belt-driven and rigid. In this respect, the invention also relates to a machine tool spindle bearing with the proposed bearing arrangement.

Die vorgeschlagene Lageranordnung kann auch als Baureihe ausgebildet bzw. bereitgehalten werden, bei der der axiale Abstand schrittweise variiert und mit unterschiedlichen Werten zur Verfügung steht.The proposed bearing arrangement can also be designed or kept ready as a series in which the axial distance varies step by step and is available with different values.

Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem einstückig ausgebildeten Außenring ein Flansch einstückig angeformt ist, der die Festlegung des Außenrings vereinfacht.A further development of the invention provides that a flange is formed in one piece on the one-piece outer ring, which flange simplifies the fixing of the outer ring.

Durch die einstückige Ausbildung sowohl des Innenrings als auch des Außenrings liegen keine Fugen zwischen den Laufbahnen der beiden Wälzlagerstellen vor. Hierdurch wird der nachteilige Aufbau von Toleranzketten vermieden. Das Fehlen besagter Fugen gewährt zudem in vorteilhafter Weise eine hohe Steifigkeit der Lagerringe. Zudem wird durch den Linienkontakt im Falle von Kegelrollen gleichermaßen die Steifigkeit der Anordnung gefördert. Ein solcher Linienkontakt gewährt auch eine hohe Sicherheit im Falle eines Crashes. Weiterhin gewährt das Fehlen der genannten Fugen eine gute Wärmeabfuhr.Due to the one-piece design of both the inner ring and the outer ring, there are no joints between the raceways of the two rolling bearing points. This avoids the disadvantageous build-up of tolerance chains. The lack of said joints also ensures a high degree of rigidity of the bearing rings in an advantageous manner. In addition, the line contact in the case of tapered rollers also promotes the rigidity of the arrangement. Such a line contact also ensures a high level of safety in the event of a crash. Furthermore, the lack of the joints mentioned ensures good heat dissipation.

Fertigungstechnische Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Laufbahnen für die ersten und zweiten Wälzkörper bei der Herstellung der Lagerringe in einer Aufspannung gefertigt und insbesondere geschliffen werden können, was eine hohe Genauigkeit gewährt und ein Einpassen von Bauteilen (Hülsen) entbehrlich macht. Dies führt zu geringen Fertigungskosten. Eine günstige Fertigung wird auch dadurch gefördert, dass die Laufbahnen an den beiden Wälzlagerstellen induktiv gehärtet werden. Gleiches gilt gegebenenfalls auch für einen Flansch, sofern dieser vorgesehen wird. Neben dem typischerweise eingesetzten Schleifen der relevanten Funktionsflächen kann gegebenenfalls auch das Hartdrehen eingesetzt werden.Manufacturing advantages result from the fact that the raceways for the first and second rolling elements can be manufactured in one set-up during the manufacture of the bearing rings and, in particular, ground, which ensures high accuracy and makes fitting components (sleeves) unnecessary. This leads to low manufacturing costs. A favorable production is also promoted by the fact that the raceways are inductively hardened at the two rolling bearing points. The same applies, if necessary, to a flange, if this is provided. In addition to the typically used grinding of the relevant functional surfaces, hard turning can also be used if necessary.

Die vorgeschlagene Lageranordnung eignet sich gut für hohe Drehzahlen mit Fettschmierung, was durch eine schlupffreie Kinematik begünstigt wird.The proposed bearing arrangement is well suited for high speeds with grease lubrication, which is favored by slip-free kinematics.

Die Bordscheibe erlaubt eine präzise Einstellung der Vorspannung in der Lageranordnung, so dass somit eine vormontierte, fertige Lagereinheit entsteht. Durch den Einsatz einer separaten Bordscheibe kann gegebenenfalls auch auf den Einsatz einer Wellenmutter verzichtet werden, wenn die Bordscheibe mit einer entsprechenden Zusatzfunktion versehen wird.The flange plate allows the preload in the bearing arrangement to be set precisely, so that a preassembled, finished bearing unit is thus created. By using a separate flange washer, the use of a shaft nut can also be dispensed with if the flange is provided with a corresponding additional function.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht hierbei vor, dass die Bordscheibe mit einer Beschichtung versehen wird, die eine hohe Verschleißbeständigkeit der Bordscheibe gewährt. Somit kann eine lange Gebrauchsdauer der Lageranordnung sichergestellt werden. Die Beschichtung der Bordscheibe hat auch Vorteile bei hohen Drehzahlen. Abhängig von der Bauart (Kegelrollen oder andere Wälzkörper) können gegebenenfalls auch Bordscheiben in beiden axialen Endbereichen der Lageranordnung vorgesehen werden. Für die Fixierung der Bordscheibe ist eine Schrumpf- oder Klebeverbindung bevorzugt. Allerdings sind diesbezüglich auch andere Verbindungstechniken möglich, wie eine formschlüssige Verbindung bzw. eine konventionelle Mutter.A preferred embodiment provides that the flanged wheel is provided with a coating that ensures a high level of wear resistance of the flanged wheel. A long service life of the bearing arrangement can thus be ensured. The coating of the flanged wheel also has advantages at high speeds. Depending on the design (tapered rollers or other rolling elements), flanged disks can optionally also be provided in both axial end regions of the bearing arrangement. A shrink or adhesive connection is preferred for fixing the flange. However, other connection techniques are also possible in this regard, such as a form-fitting connection or a conventional nut.

Die Lageranordnung kann natürlich auch als abgedichtete Einheit realisiert werden, wozu in vorteilhafter Weise nur zwei Dichtungen an den jeweiligen axialen Enden der Lageranordnung erforderlich sind.The bearing arrangement can of course also be implemented as a sealed unit, for which purpose only two seals are advantageously required at the respective axial ends of the bearing arrangement.

Die vorgeschlagene Lageranordnung ist insofern bevorzugt als Lagerpatrone ausgebildet, die vormontiert verwendet werden kann, um eine Spindel, insbesondere einer Werkzeugmaschine, zu lagern. Hierbei kann insbesondere eine gewünschte Lagervorspannung durch die Vormontage gewährleistet werden.In this respect, the proposed bearing arrangement is preferably designed as a bearing cartridge which can be used in a pre-assembled manner in order to mount a spindle, in particular a machine tool. In particular, a desired bearing preload can be ensured by the pre-assembly.

Mit der vorgeschlagenen Lösung ist es möglich, auf geringem Bauraum die Lagerung unterzubringen und dabei eine kostengünstige Fertigung zu bewerkstelligen.With the proposed solution, it is possible to accommodate the storage in a small installation space and to achieve cost-effective production.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In der einzigen beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt den Radialschnitt durch eine Wälzlageranordnung, mit der die Spindel einer Werkzeugmaschine gelagert ist.In the only attached drawing, an embodiment of the invention is shown. The figure shows the radial section through a roller bearing arrangement with which the spindle of a machine tool is mounted.

FigurenlisteFigure list

  • In der Figur ist eine Wälzlageranordnung 1 dargestellt, die im vorliegenden Falle zur Lagerung einer Spindel einer Werkzeugmaschine dient. Von der Spindel ist hier nur schematisch ein Wellenteil 2 dargestellt, welches durch die Lageranordnung 1 in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert ist.In the figure is a roller bearing arrangement 1 shown, which is used in the present case to support a spindle of a machine tool. Only a schematic part of the spindle is shown here 2 shown, which by the bearing arrangement 1 is rotatably mounted in a housing, not shown.

Die Wälzlageranordnung 1 umfasst zwei Wälzlagerstellen, nämlich eine erste Wälzlagerstelle 3 und eine zweite Wälzlagerstelle 7. Beide Wälzlagerstellen 3 und 7 sind im Ausführungsbeispiel als Kegelrollenlager ausgebildet. Wie dargestellt, sind die beiden Kegelrollenlager in O-Anordnung platziert.The roller bearing arrangement 1 comprises two rolling bearing points, namely a first rolling bearing point 3 and a second rolling bearing point 7th . Both rolling bearing points 3 and 7th are designed as tapered roller bearings in the exemplary embodiment. As shown, the two tapered roller bearings are placed in an O arrangement.

Die erste Wälzlagerstelle 3 umfasst den ersten Innenring 4 und den ersten Au-ßenring 5, wobei zwischen den beiden Ringen erste Wälzkörper 6 in Form von Kegelrollen angeordnet sind. Entsprechend umfasst die zweite Wälzlagerstelle 7 den zweiten Innenring 8 und den zweiten Außenring 9, wobei zwischen diesen Ringen die zweiten Wälzkörper 10 angeordnet sind. Die Wälzkörper 6, 10 werden von jeweiligen Käfigen 11 gehalten.The first rolling bearing point 3 includes the first inner ring 4th and the first outer ring 5 , with first rolling elements between the two rings 6th are arranged in the form of tapered rollers. The second rolling bearing point accordingly comprises 7th the second inner ring 8th and the second outer ring 9 , with the second rolling elements between these rings 10 are arranged. The rolling elements 6th , 10 are from respective cages 11 held.

Die Wälzkörper 6, 10 weisen bevorzugt ein „quadratisches Verhältnis“ zwischen Durchmesser und Länge auf, d. h. die Länge des einzelnen Wälzkörpers entspricht in etwa seinem Durchmesser.The rolling elements 6th , 10 preferably have a “square ratio” between diameter and length, ie the length of the individual rolling elements roughly corresponds to its diameter.

Am Ort der ersten Wälzlagerstelle 3 weist der erste Innenring 4 einen ersten Bohrungsdurchmesser D1 auf, der dem Außendurchmesser des Wellenteils 2 entspricht. Entsprechend weist am Ort der zweiten Wälzlagerstelle 7 der zweite Innenring 8 einen zweiten Bohrungsdurchmesser D2 auf, der dem Außendurchmesser des Wellenteils 2 an diesem Ort entspricht. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Bohrungsdurchmesser D1 und D2 gleich groß.At the location of the first rolling bearing point 3 has the first inner ring 4th a first bore diameter D1 the outer diameter of the shaft part 2 is equivalent to. Correspondingly points at the location of the second rolling bearing point 7th the second inner ring 8th a second bore diameter D2 the outer diameter of the shaft part 2 in this place corresponds. In the exemplary embodiment, the two bore diameters are D1 and D2 same size.

Wesentlich ist, dass der erste Innenring 4 und der zweite Innenring 8 als einstückiges (hülsenförmiges) Ringteil ausgebildet sind, d. h. die beiden Laufbahnen für die Wälzkörper 6 und 10 sind in das einteilige Ringteil eingearbeitet. Entsprechend gilt, dass der erste Außenring 5 und der zweite Außenring 9 als einstückiger Lagerring ausgebildet sind, in den gleichermaßen die beiden Laufbahnen für die Wälzkörper 6, 10 eingearbeitet sind.It is essential that the first inner ring 4th and the second inner ring 8th are designed as a one-piece (sleeve-shaped) ring part, ie the two raceways for the rolling elements 6th and 10 are incorporated into the one-piece ring part. The same applies that the first outer ring 5 and the second outer ring 9 are designed as a one-piece bearing ring, in which the two raceways for the rolling elements 6th , 10 are incorporated.

Der Lagerinnenring 4, 8 weist zwischen den beiden Sitzabschnitten mit den Durchmessern D1 bzw. D2 einen radial erweiterten bzw. zurückgesetzten Bereich auf, der es ermöglicht, dass nur der Bereich der beiden Sitzabschnitte präzise bearbeitet werden muss. Dabei beträgt der axiale Abstand a zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper 6 und der Mitte der zweiten Wälzkörper 10 mindestens das 2,0-fache der Bohrungsdurchmesser D1 bzw. D2 (die im vorliegenden Falle gleich groß sind).The bearing inner ring 4th , 8th points between the two seat sections with the diameters D1 respectively. D2 a radially widened or recessed area which makes it possible that only the area of the two seat sections has to be machined precisely. The axial distance is a between the middle of the first rolling element 6th and the center of the second rolling elements 10 at least 2.0 times the bore diameter D1 respectively. D2 (which in the present case are the same size).

Damit eine vormontierte Einheit geschaffen werden kann, die auch eine definierte Lagervorspannung aufweist, weist der Lagerinnenring 4, 8 benachbart zur ersten Wälzlagerstelle 3 einen zylindrischen Sitz 12 auf, auf dem mittels eines Aufschrumpf-Vorgangs eine Bordscheibe 13 befestigt ist. Die Lage der Bordscheibe 13 definiert den Grad der Vorspannung in der Lageranordnung 1.So that a preassembled unit can be created which also has a defined bearing preload, the bearing inner ring 4th , 8th adjacent to the first rolling bearing point 3 a cylindrical seat 12th on, on which a flange washer by means of a shrink-fit process 13th is attached. The position of the flanged wheel 13th defines the degree of preload in the bearing arrangement 1 .

Eine Variationsmöglichkeit der vorgeschlagenen Lageranordnung besteht darin, dass der Innenring 4, 8 mit seinen Laufbahnen funktional in das Wellenteil 2 integriert ist. Demgemäß wären dann die beiden Innenring-Laufbahnen der beiden Lagerstellen 3, 7 direkt in das Wellenteil 2 eingearbeitet.One possible variation of the proposed bearing arrangement is that the inner ring 4th , 8th with its raceways functionally in the shaft part 2 is integrated. The two inner ring raceways of the two bearing points would then be accordingly 3 , 7th directly into the shaft part 2 incorporated.

Die Lageranordnung 1 ist somit als Lagerpatrone ausgebildet, die vormontiert verwendet werden kann, um das Wellenteil 2 zu lagern. In der Figur ist hierzu angedeutet, dass die Lageranordnung 1 mittels einer Mutter 14 auf dem Wellenteil 2 fixiert wird.The bearing arrangement 1 is thus designed as a bearing cartridge that can be used pre-assembled to the shaft part 2 to store. In this regard, the figure indicates that the bearing arrangement 1 by means of a mother 14th on the shaft part 2 is fixed.

Hinsichtlich der Montage der Lageranordnung 1 sei folgendes angemerkt:

  • Bei der Montage der Lageranordnung 1 wird auf dem einstückigen Innenring 4, 8 zunächst der rechte Käfig 11 in der dargestellten Position platziert (er wird von links eingeschoben) und dieser mit den Wälzkörpern 10 der zweiten Wälzlagerstelle 7 bestückt. Anschließend wird der einstückige Außenring 5, 9 axial aufgeschoben, bis die Laufbahn für die zweiten Wälzkörper 10 den Außenring kontaktiert. Sodann erfolgt die Montage der ersten Wälzlagerstelle 3, d. h. die Bestückung mit den Wälzkörper 6 der ersten Wälzlagerstelle 3. Der linke Käfig 11 ist als Axialschnappkäfig ausgebildet und wird axial nach Platzierung der Wälzkörper 6 aufgeschoben. Die Montage wird dadurch abgeschlossen, dass die Bordscheibe 13 auf dem zylindrischen Sitz 12 des Innenrings 4, 8 montiert wird, was durch Aufschrumpfen erfolgen kann.
With regard to the assembly of the bearing arrangement 1 the following should be noted:
  • When assembling the bearing assembly 1 is on the one-piece inner ring 4th , 8th first the right cage 11 placed in the position shown (it is inserted from the left) and this with the rolling elements 10 the second rolling bearing point 7th equipped. Then the one-piece outer ring 5 , 9 pushed axially until the raceway for the second rolling element 10 contacted the outer ring. The first roller bearing is then installed 3 , ie the assembly with the rolling elements 6th the first rolling bearing point 3 . The left cage 11 is designed as an axial snap cage and is moved axially after the rolling elements have been placed 6th postponed. The assembly is completed by the flanged wheel 13th on the cylindrical seat 12th of the inner ring 4th , 8th is mounted, which can be done by shrinking.

In diesem Zusammenhang sei die Bemerkung angebracht, dass die Darstellung in der Figur nur schematisch zu verstehen ist. Insbesondere ist bei der Fertigung der einzelnen Teile des Lagers natürlich darauf zu achten, dass die Durchmesserverhältnisse der verschiedenen Bauteile zueinander eine Montage zulassen. Dies gilt beispielsweise für den kleinsten Innendurchmesser des Außenrings 5, 9, der größer sein muss als der größte Außendurchmesser des Innenrings 4, 7 (samt zylindrischem Sitz 12), so dass der Außenring axial auf den Innenring geschoben werden kann. Entsprechendes gilt für die Gestaltung der Käfige 11, insbesondere für den linken der beiden Käfige, der als Axialschnappkäfig durch axiales Aufschieben montiert wird und daher einen kleinsten Innendurchmesser aufweisen muss, der größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Sitzes 12.In this context, it should be noted that the representation in the figure is to be understood only schematically. In particular, when manufacturing the individual parts of the bearing, it is of course necessary to ensure that the diameter ratios of the various components allow assembly. This applies, for example, to the smallest inner diameter of the outer ring 5 , 9 which must be larger than the largest outer diameter of the inner ring 4th , 7th (including cylindrical seat 12th ) so that the outer ring can be pushed axially onto the inner ring. The same applies to the design of the cages 11 , especially for the left of the two cages, which functions as an axial snap cage Axial sliding is mounted and must therefore have a smallest inner diameter that is larger than the diameter of the cylindrical seat 12th .

Eine spezielle Ausgestaltung der Lageranordnung 1 ist durch die nur schematisch angeordnete Teilung 15 des Außenrings 5, 9 gegeben: Durch die angedeutete Teilung ist markiert, dass der an sich einteilige Außenring 5, 9 integrierte Federelemente aufweisen kann, die die beiden Abschnitte links und rechts der Teilung 15 axial voneinander wegdrücken. Hierzu kann um den Umfang des Außenrings 5, 9 gleichmäßig verteilt im Bereich der Teilung 15 eine Anzahl Federelemente platziert sein; die Federelemente drücken die beiden Laufbahnen des Rings 5, 9 voneinander weg und sorgen in der Lageranordnung 1 so für eine definierte Vorspannung.A special design of the bearing arrangement 1 is due to the only schematically arranged division 15th of the outer ring 5 , 9 given: The indicated division marks that the per se one-piece outer ring 5 , 9 may have integrated spring elements, which the two sections on the left and right of the division 15th push axially away from each other. This can be done around the circumference of the outer ring 5 , 9 evenly distributed in the area of the division 15th a number of spring elements can be placed; the spring elements press the two raceways of the ring 5 , 9 away from each other and ensure in the bearing arrangement 1 so for a defined preload.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass im Außenring, gegebenenfalls auch an anderen Stellen, Bohrungen oder ähnliche Durchbrüche vorhanden sind, die es ermöglichen, dass Schmiermittel in den Bereich der Wälzkörper gelangt. So können beispielsweise im Bereich der beiden Wälzlagerstellen 3, 7 im Außenring 5, 9 radiale Bohrungen eingebracht werden, über die die Wälzkörper mit Schmierstoff versorgt werden können.Furthermore, it can be provided that in the outer ring, if necessary also at other points, there are bores or similar openings that allow lubricant to get into the area of the rolling elements. For example, in the area of the two rolling bearing points 3 , 7th in the outer ring 5 , 9 radial bores are introduced through which the rolling elements can be supplied with lubricant.

Eine andere Möglichkeit, die Schmierung zu bewerkstelligen oder zu verbessern, besteht darin, ein Einspritzen von Schmiermittel über Düsen und konisch zulaufende Innenringbereiche vorzunehmen. Der Innenring ist in diesem Falle insbesondere so ausgestaltet, dass er mittig konisch nach links und rechts zur Lagerstelle hin steigt, damit das Schmiermedium über die steigenden Geschwindigkeitsverhältnisse (steigende Geschwindigkeit bei wachsendem Durchmesser) zur Lagerstelle hin gesogen wird.Another possibility of accomplishing or improving the lubrication is to inject lubricant through nozzles and tapered inner ring areas. In this case, the inner ring is designed in such a way that it rises conically in the center to the left and right towards the bearing point, so that the lubricating medium is sucked towards the bearing point via the increasing speed ratios (increasing speed with increasing diameter).

Ferner kann das Schmiermittel über gezielt eingebrachte Riefen bzw. Rillen in der Oberfläche des Innenrings zur Lagerstelle hingeführt werden (ähnlich wie bei einem Schraubengewinde).Furthermore, the lubricant can be guided to the bearing point via specifically introduced grooves or grooves in the surface of the inner ring (similar to a screw thread).

Schließlich sei erwähnt, dass auch vorgesehen werden kann, dass die Lageranordnung mit einer Sensorik ausgestattet wird, mit der verschiedene Funktionen bzw. Parameter überwacht werden können. Damit kann der Betriebszustand der Lageranordnung überwacht werden.Finally, it should be mentioned that it can also be provided that the bearing arrangement is equipped with a sensor system with which various functions or parameters can be monitored. The operating state of the bearing arrangement can thus be monitored.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WälzlageranordnungRoller bearing arrangement
22
WellenteilShaft part
33
erste Wälzlagerstellefirst rolling bearing point
44th
erster Innenringfirst inner ring
55
erster Außenringfirst outer ring
66th
erste Wälzkörperfirst rolling elements
77th
zweite Wälzlagerstellesecond roller bearing
88th
zweiter Innenringsecond inner ring
99
zweiter Außenringsecond outer ring
1010
zweite Wälzkörpersecond rolling elements
1111
KäfigCage
1212th
zylindrischer Sitzcylindrical seat
1313th
BordscheibeFlanged wheel
1414th
Muttermother
1515th
Teilung division
D1D1
erster Bohrungsdurchmesserfirst bore diameter
D2D2
zweiter Bohrungsdurchmessersecond bore diameter
aa
axialer Abstandaxial distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007051476 A1 [0002]DE 102007051476 A1 [0002]

Claims (10)

Wälzlageranordnung (1) zur Lagerung eines Wellenteils (2), wobei die Wälzlageranordnung (1) eine erste Wälzlagerstelle (3) mit einem ersten Innenring (4) und einem ersten Außenring (5) mit zwischen den Lagerringen angeordneten ersten Wälzkörpern (6) und eine zweite Wälzlagerstelle (7) mit einem zweiten Innenring (8) und einem zweiten Außenring (9) mit zwischen den Lagerringen angeordneten zweiten Wälzkörpern (10) aufweist, wobei der erste Innenring (4) das Wellenteil (2) mit einem ersten Bohrungsdurchmesser (D1) und der zweite Innenring (7) das Wellenteil (2) mit einem zweiten Bohrungsdurchmesser (D2) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Innenring (4) und der zweite Innenring (8) als auch der erste Außenring (5) und der zweite Außenring (9) jeweils als einstückige Lagerringe ausgebildet sind, wobei der axiale Abstand (a) zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper (6) und der Mitte der zweiten Wälzkörper (10) mindestens das 2,0-fache, vorzugsweise mindestens das 2,5-fache, des kleineren der beiden Bohrungsdurchmesser (D1, D2) beträgt.Rolling bearing arrangement (1) for supporting a shaft part (2), the rolling bearing arrangement (1) having a first rolling bearing point (3) with a first inner ring (4) and a first outer ring (5) with first rolling elements (6) arranged between the bearing rings and a second rolling bearing point (7) with a second inner ring (8) and a second outer ring (9) with second rolling elements (10) arranged between the bearing rings, the first inner ring (4) having the shaft part (2) with a first bore diameter (D1) and the second inner ring (7) supports the shaft part (2) with a second bore diameter (D2), characterized in that both the first inner ring (4) and the second inner ring (8) as well as the first outer ring (5) and the second Outer ring (9) are each designed as a one-piece bearing rings, the axial distance (a) between the center of the first rolling elements (6) and the center of the second rolling elements (10) at least 2.0 times, preferably at least 2.5 -subject e, the smaller of the two bore diameters (D1, D2). Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand (a) zwischen der Mitte der ersten Wälzkörper (6) und der Mitte der zweiten Wälzkörper (10) höchstens das 3,5-fache, vorzugsweise höchstens das 3,0-fache, des größeren der beiden Bohrungsdurchmesser (D1, D2) beträgt.Rolling bearing arrangement according to Claim 1 , characterized in that the axial distance (a) between the center of the first rolling elements (6) and the center of the second rolling elements (10) is at most 3.5 times, preferably at most 3.0 times, the larger of the two Bore diameter (D1, D2). Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bohrungsdurchmesser (D1, D2) gleich groß sind.Rolling bearing arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the two bore diameters (D1, D2) are the same size. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wälzlagerstellen (3, 7) jeweils als Kegelrollenlager ausgebildet sind, insbesondere in O-Anordnung.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the two roller bearing points (3, 7) are each designed as tapered roller bearings, in particular in an O-arrangement. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wälzlagerstellen (3, 7) jeweils als Kugellager ausgebildet sind.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the two roller bearing points (3, 7) are each designed as ball bearings. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Wälzlagerstellen (3, 7) als Kegelrollenlager und eine der beiden Wälzlagerstellen (3, 7) als Kugellager, insbesondere als zweireihiges Kugellager, ausgebildet sind.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that one of the two rolling bearing points (3, 7) is designed as a tapered roller bearing and one of the two rolling bearing points (3, 7) is designed as a ball bearing, in particular as a double-row ball bearing. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (6, 10) an mindestens einer der Wälzlagerstellen (3, 7) einen Käfig (11) aufweist, wobei dieser als Axialschnappkäfig oder Kammkäfig ausgebildet ist.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the rolling elements (6, 10) have a cage (11) at at least one of the rolling bearing points (3, 7), this being designed as an axial snap-in cage or comb cage. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Innenring (4, 8) benachbart zu einer der beiden Wälzlagerstellen (3, 7) einen zylindrischen Sitz (12) aufweist, auf dem eine Bordscheibe (13) befestigt ist.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the one-piece inner ring (4, 8) adjacent to one of the two roller bearing points (3, 7) has a cylindrical seat (12) on which a flange washer (13) is attached. Wälzlageranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordscheibe (13) auf den zylindrischen Sitz (12) aufgeschrumpft oder auf diesem festgeklebt ist.Rolling bearing arrangement according to Claim 8 , characterized in that the flange washer (13) is shrunk onto the cylindrical seat (12) or is glued to it. Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil der Spindellagerung einer Werkzeugmaschine ist.Rolling bearing arrangement according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that it is part of the spindle bearing of a machine tool.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051476A1 (en) 2007-10-27 2009-04-30 Schaeffler Kg 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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051476A1 (en) 2007-10-27 2009-04-30 Schaeffler Kg 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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