DE19913200A1 - Lageranordnung für einen Gewindetrieb - Google Patents
Lageranordnung für einen GewindetriebInfo
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Abstract
Eine Lageranordnung (1, 22) für einen Gewindebetrieb besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Rillenkugellagern (2), die zur Einstellung der gewünschten Vorspannung einander zusortiert sind und die von einem Halteelement über ihre Mantelfläche aufgenommen sind, das als eine erste spanlos geformte Hülse (10) ausgebildet ist, die an einem Ende einen radial nach innen weisenden, die Stirnfläche des Rillenkugellagers (2) überdeckenden Vorsprung (11) und einen radial nach außen gerichteten Flansch (12) aufweist. DOLLAR A Auf diese Weise ist eine vorgespannte Baueinheit gebildet, die der Lagerkunde nur noch zu montieren braucht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen Gewindetrieb, insbeson
dere für die Lagerung eines Wälzschraubtriebes in der Feinwerktechnik, be
stehend aus zwei nebeneinander angeordneten Wälzlagern, die mit ihrer
Mantelfläche von einem Halteelement aufgenommen sind, wobei das Haltee
lement über einen Flansch an einem Gehäuse befestigt ist und Mittel zur Er
zeugung einer Lagervorspannung vorhanden sind.
Eine solche Lageranordnung ist aus der INA-Druckschrift ZAE "Lager für Ge
windetriebe" vorbekannt. Auf Seite 1 dieses Dokumentes ist unter der Nummer
159 063 eine Lageranordnung gezeigt, die aus zwei in O-Anordnung zueinan
der angestellten Axial-Schrägkugellagern besteht. Diese sind von einem mas
siven Halteelement aufgenommen, das über einen umlaufenden Flansch mit
durchgehenden Befestigungsbohrungen und mit Befestigungsschrauben an
einem Gehäuse fixiert ist. Nach links ist die Lageranordnung durch einen radial
nach innen weisenden Vorsprung des Halteelementes mittels Spaltdichtung
geschützt. Rechtsseitig ist die Lageranordnung durch eine zweite Spaltdich
tung geschützt, die durch Einschrauben eines Deckels in das Halteelement
gebildet ist. Die Fixierung dieser Lageranordnung auf einer Welle erfolgt durch
eine Präzisionsmutter, die mit einem Innengewinde versehen ist und rechtssei
tig hinter den Axial-Schrägkugellagern auf den Wellenzapfen aufgeschraubt ist.
Beim Anziehen der Präzisionsmutter werden die beiden Innenringe der Lager
aufeinander zubewegt, bis die gewünschte Vorspannung eingestellt ist.
Nachteilig dabei ist zum einen, daß das kompliziert geformte Halteelement
durch einen aufwendigen spanabhebenden Formgebungsprozeß herzustellen
ist. Zum anderen ist die Abdichtung dieser Lageranordnung sehr aufwendig, da
der rechtsseitige Lagerdeckel als zusätzliches Bauteil mit einem Außengewin
de zu fertigen ist. Es ist auch von Nachteil, daß die axiale Fixierung der La
geranordnung auf der Welle mit Hilfe einer Präzisionsmutter erfolgt. Diese muß
nämlich ebenfalls in aufwendiger Weise zusätzlich hergestellt werden und
verlangt außerdem einen Gewindeabschnitt auf der Welle. Auch muß die Ein
stellung der gewünschten Vorspannung der Lageranordnung durch Anziehen
der Präzisionsmutter durch den Kunden selbst erfolgen, was nicht immer un
problematisch ist. Es ist weiter von Nachteil, daß diese zusätzliche Präzisions
mutter den erforderlichen axialen Bauraum der Lageranordnung vergrößert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der bishe
rigen Nachteile eine gattungsgemäße Lageranordnung für einen Gewindetrieb
zu entwickeln, die sich insbesondere sehr kostengünstig herstellen und einfa
cher handhaben läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Wälzlager Rillenkugellager sind, die zur
Einstellung der gewünschten Vorspannung einander zusortiert sind und daß
das Halteelement eine erste spanlos geformte Hülse ist, die an einem Ende
einen radial nach innen weisenden, die Stirnfläche des Rillenkugellagers über
deckenden Vorsprung und einen radial nach außen gerichteten Flansch auf
weist.
Unter Zusortieren ist dabei ein spielfreies Abstimmen der Rillenkugellager
durch vorheriges Ausmessen des axialen Versatzes zwischen Innen- und Au
ßenring zu verstehen. Nach dem Vermessen werden anschließend die Rillen
kugellager entweder nach der axialen Ausdehnung ihrer Lagerringe ausge
sucht oder es wird, wie in Anspruch 2 beschrieben, zwischen den Innen- oder
den Außenringen eine Paßscheibe angeordnet. Sind dann die passenden Ril
lenkugellager ausgewählt, so werden sie in einem weiteren Arbeitsgang mit
dem Halteelement in Form einer spanlos geformten Hülse verbunden. Dies
kann beispielsweise durch eine Preßpassung zwischen Außenmantel der Ril
lenkugellager und Hülse oder durch Einkleben der Lager im Halteelement er
folgen.
Auf diese Weise ist eine selbsthaltende Baueinheit mit nachstehend aufge
führten Vorteilen gebildet:
- - Die Handhabung für den Lagerkunden ist wesentlich vereinfacht, da diese Lagerung bereits vorgespannt ist, d. h. die Einstellung der Lager vorspannung durch den Kunden selbst entfällt.
- - Die Fertigung der Lageranordnung ist wesentlich verbilligt und verein facht, weil durch einen spanlosen Formgebungsvorgang wie beispiels weise Tiefziehen Hülsen in beliebiger Abmessung mit geringem Auf wand herstellbar sind.
- - Zur Fixierung der Lageranordnung im Gehäuse sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, lediglich eine plan bearbeitete Anschlußfläche mit Anschraubgewinde.
- - Die als Wälzlager verwendeten Rillenkugellager sind wesentlich preis werter als die nach dem bisherigen Stand der Technik verwendeten Axial-Schrägkugellager.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll die Paß
scheibe mit einer in axialer Richtung abgewinkelten Sicke versehen sein. Auf
diese Weise wird verhindert, daß die Paßscheibe zwischen den Lagerringen
schwerkraftbedingt beim Transport nach innen rutschen und so die Wellenboh
rung zusetzen kann.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen,
daß die Rillenkugellager in X- oder in O-Anordnung zueinander angestellt sind.
Dabei werden Axialkräfte in beiden Richtungen, jeweils von einem Lager, auf
genommen. In bekannter Weise ist bei der O-Anordnung wegen der großen
Stützbreite diese Lagerung sehr starr und nimmt große Kippmomente auf. Die
kleine Stützbreite bei der X Anordnung stellt bei Lagerung mit mehren Lager
stellen keine allzu großen Anforderungen an die Genauigkeit der Fluchtung.
Kippmomente werden allerdings wegen der geringeren Starrheit der Anord
nung weniger gut aufgenommen.
In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 5 vorgesehen, daß die Ril
lenkugellager zumindest an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten eine
Dichtung aufweisen. Diese Dichtung kann entweder als Spalt- oder auch als
schleifende Dichtung realisiert werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß
eine gebrauchsdauerbefettete Baueinheit geschaffen ist, die nicht nachge
schmiert zu werden braucht, da sie nach beiden Seiten abgedichtet ist.
Aus den Ansprüchen 6 und 7 geht hervor, daß der Halteflansch einstückig mit
der Hülse verbunden ist und sich an einem Ende der Hülse befindet oder daß
der Halteflansch als separates Bauteil gefertigt und mit der Hülse unlösbar,
beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden ist. Wenn der
Halteflansch als separates Bauteil gefertigt wird, ist die spanlose Herstellung
der Hülse noch einfacher möglich.
Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist gemäß An
spruch 8 vorgesehen, daß bei einer O-Anordnung der Rillenkugellager zwi
schen einer Welle und einer Aufnahmebohrung eine zweite spanlos geformte
Hülse angeordnet ist, die an beiden Enden je einen radial nach außen weisen
den, die Stirnfläche der Innenringe überdeckenden Vorsprung besitzt. Die
zweite Hülse dient dazu, die beiden Innenringe zusammenzuhalten. Der Vorteil
liegt hierbei darin, daß der Kunde das Lager nicht erst bei der Montage vor
spannen muß, sondern dies bereits im vorgespannten Zustand erhält.
Schließlich geht aus Anspruch 9 hervor, daß die Rillenkugellager auf einer
Welle über eine geschlitzte mit einem Bund versehene Buchse axial gehalten
sind, auf die ein Ring aufgeschoben ist. Der aufgeschobene Ring verringert
den Durchmesser der geschlitzten Buchse, d. h. er klemmt diese radial fest, so
daß ein sicherer Halt der Rillenkugellager gegeben ist. Ein auf der Welle auf
geschnittenes Gewinde für eine Präzisionsmutter wird somit nicht mehr benö
tigt.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Lageranordnung,
Fig. 4 und 5 eine Draufsicht bzw. einen Schnitt durch eine ge
schlitzte Buchse und
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Ring.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte und mit 1 bezeichnete Lageranordnung
besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Rillenkugellagern 2 in X-
Anordnung, d. h. die beiden Lagerinnenringe 3 sind um eine Spaltbreite aus
einandergerückt, die der axialen Dicke der zwischen den Innenringen 3 ange
ordneten Paßscheibe 7 entspricht. Diese Paßscheibe 7 weist eine in axialer
Richtung abgewinkelte Sicke 8 auf, so daß ein durch die Schwerkraft bedingtes
Herunterrutschen in die Wellenaufnahmebohrung verhindert ist. Die zugehöri
gen Lageraußenringe 4 liegen mit ihren Schultern unmittelbar aneinander und
sind an ihrer Außenmantelfläche konzentrisch von einer spanlos geformten
ersten Hülse 10 aufgenommen, die an einem Ende einen radial nach innen
gerichteten Vorsprung 11 aufweist, der wiederum die Stirnfläche des linksseitig
angeordneten Lageraußenringes 4 des Rillenkugellagers 2 umfaßt. Am rechts
seitigen Ende ist die Hülse 10 mit einem Flansch 12 versehen, der an einer
planen Fläche anliegt und mit Befestigungsschrauben 13 die gesamte La
geranordnung 1 fixiert. Zwischen den Lagerinnenringen 3 und den Lagerau
ßenringen 4 der Rillenkugellager 2 wälzen auf zugehörigen nicht bezeichneten
Laufbahnen in einem Käfig 5 geführte Lagerkugeln 6 ab. Die Lageranordnung
1 ist nach außen durch zwei Dichtungen 9 abgedichtet, so daß im Bereich der
Laufbahnen befindliches Schmiermittel nicht nach außen dringen und von au
ßen kein Schmutz in das Innere der Lageranordnung 1 gelangen kann. Bei der
Montage der Lageranordnung 1 werden wahllos zwei Rillenkugellager 2 her
ausgegriffen und anschließend wird deren axialer Versatz ausgemessen und
nach der vorgenommenen Messung die jeweilige Paßscheibe 7 mit der ent
sprechenden axialen Ausdehnung ausgewählt. Auf diese Weise ist nach dem
Verbund mit der ersten Hülse 10 eine fertige Lagereinheit 1 gebildet, die be
reits vorgespannt ist und während des Transportes zum Kunden nicht ausein
ander fallen kann. Dieser braucht diese Lagerbaueinheit 1 nur noch zu montie
ren, d. h. eine Einstellung der Vorspannung durch den Kunden selbst kann
entfallen.
Wie die Fig. 2, 4, 5 und 6 zeigen, ist die Lageranordnung 1 mit Hilfe einer
Buchse 16 und eines Ringes 20 auf einer Welle 14 befestigt. Dies erfolgt der
art, daß zunächst die komplette Lageranordnung 1 auf die Welle 14 aufge
schoben wird, bis der Innenring 3 des rechtsseitigen Rillenkugellagers 2 an
einer Schulter 15 der Welle 14 anliegt. Dann wird die Buchse 16 ebenfalls auf
die Welle 14 aufgeschoben, bis sie mit ihrem Bund 17 an der Stirnseite des
Innenringes 3 des linksseitig angeordneten Rillenkugellagers 2 anliegt. Danach
wird ein Ring 20 auf die mit Schlitzen 18 versehene Buchse 16 aufgeschoben,
so daß die durch die Schlitze 18 voneinander getrennten Segmente 26 in ra
dialer Richtung fest auf die Mantelfläche der Welle 14 aufgepreßt werden. So
wohl die Buchse 16 als auch der Ring 20 weisen eine Abflachung 19 bzw. 21
auf, die die Fixierung der Lageranordnung 1 auf der Welle 14 erleichtern, da
das Auffädeln des Ringes 20 auf die Buchse 16 aufgrund veränderter Durch
messer erleichtert ist.
In Fig. 3 ist eine Lageranordnung 22 in O-Anordnung dargestellt, d. h. die
beiden Lageraußenringe 4 der nebeneinander angeordneten Rillenkugellager
2 sind um eine Spaltbreite auseinandergerückt, die wiederum der axialen Dicke
der zugehörigen Paßscheibe 7 entspricht. Die beiden Rillenkugellager 2 sind
wiederum an ihrer äußeren Mantelfläche von einer spanlos gezogenen ersten
Hülse 10 aufgenommen, die an beiden Enden je einen radial nach innen ge
richteten Vorsprung 11 aufweist. Im Unterschied zu den in Fig. 1 und 2
dargestellten Lager ist die Hülse 10 jedoch mit einem separaten Flansch 23
ausgestattet, der als separates Bauteil gefertigt und mit der ersten Hülse 10
unlösbar, beispielsweise durch Schweißen, verbunden ist. Um dem Lagerkun
den diese Lageranordnung 22 auch in vorgespanntem Zustand liefern zu kön
nen, sind die beiden Lagerinnenringe 3 der Rillenkugellager 2 zusätzlich an
ihrer inneren Mantelfläche von einer zweiten Hülse 24 aufgenommen, die an
ihren Enden je einen radial nach außen gerichteten Vorsprung 25 besitzt, wel
che die Stirnflächen der beiden Lagerinnenringe 3 überdecken.
1
Lageranordnung
2
Rillenkugellager
3
Innenring
4
Außenring
5
Käfig
6
Lagerkugel
7
Paßscheibe
8
Sicke
9
Dichtung
10
erste Hülse
11
Vorsprung
12
Flansch
13
Befestigungsschraube
14
Welle
15
Schulter
16
Buchse
17
Bund
18
Schlitz
19
Abflachung
20
Ring
21
Abflachung
22
Lageranordnung
23
Flansch
24
zweite Hülse
25
Vorsprung
26
Segment
Claims (9)
1. Lageranordnung (1, 22) für einen Gewindetrieb, insbesondere für die Lagerung
eines Wälzschraubtriebes in der Feinwerktechnik, bestehend aus zwei neben
einander angeordneten Wälzlagern, die mit ihrer Mantelfläche von einem Hal
teelement aufgenommen sind, wobei das Halteelement über einen Flansch an
einem Gehäuse befestigt ist und Mittel zur Erzeugung einer Lagervorspannung
vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager Rillenkugella
ger (2) sind, die zur Einstellung der gewünschten Vorspannung einander zu
sortiert sind und daß das Halteelement eine erste spanlos geformte Hülse (10)
ist, die an einem Ende einen radial nach innen weisenden, die Stirnfläche
des Rillenkugellagers (2) überdeckenden Vorsprung (11) und einen radial
nach außen gerichteten Flansch (12) aufweist.
2. Lageranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Innen- (3) oder den Außenringen (4) der Rillenkugellager (2)
eine Paßscheibe (7) angeordnet ist.
3. Lageranordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Paßfeder (7) mit einer in axialer Richtung abgewinkelten Sicke (8) versehen
ist.
4. Lageranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rillenkugellager (2) in X- oder in O-Anordnung zueinander angestellt
sind.
5. Lageranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rillenkugellager (2) zumindest an ihren voneinander abgewandten
Stirnseiten eine Dichtung (9) aufweisen.
6. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halteflansch (12) einstückig mit der Hülse (10) verbunden ist und sich an
einem Ende der Hülse (10) befindet.
7. Lageranordnung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halteflansch (23) als separates Bauteil gefertigt und mit der ersten Hülse
(10) unlösbar verbunden ist.
8. Lageranordnung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer O-Anordnung der Rillenkugellager (2) zwischen einer Welle (14) und
einer Aufnahmebohrung eine zweite spanlos geformte Hülse (24) angeord
net ist, die an beiden Enden je einen radial nach außen weisenden, die
Stirnfläche der Innenringe (3) überdeckenden Vorsprung (25) besitzt.
9. Lageranordnung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rillenkugellager (2) auf der Welle (14) über eine geschlitzte, mit einem
Bund (17) versehene Buchse (16) axial gehalten sind, auf die ein Ring (20)
aufgeschoben ist.
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