DE812489C - Rollenlager, insbesondere fuer die Spindeln von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Rollenlager, insbesondere für die Spindeln von Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft ein verbessertes Lager für Werkzeugmaschinen, das hohen Spindelgeschwindigkeiten und beträchtlichen radialen und Schubbeanspruchungen ausgesetzt werden kann und dabei nur eine geringe innere Abnutzung erfährt. Auch sollen Resonanzschwingungen ausgeschlossen sein, die bei gewöhnlichen Wälzlagern bei hohen Geschwindigkeiten auftreten.
• Das verbesserte Lager beruht auf dem Grundgedanken der schräg angeordneten Rollen. Die bekannten Schrägrollenlager lassen bei größeren Beanspruchungen. nur verhältnismäßig geringe Umlaufzahlen zu, weil zwischen den Rollen und den Borden der Rollflächen eine Reibung entsteht, die unzulässige Erwärmung erzeugt. Hierdurch dehnen sich die inneren Rollflächen aus, die einander gegenüber angeordnet sind. Da sie konisch ausgebildet sind, verursacht diese Ausdehnung der Rollflächen die Schubbeanspruchung an den Stirnseiten der Rollen, die schließlich zu einem Bruch des gesamten Lagers führt. Wenn eine gleichmäßige Ausdehnung der Innen- und Außenrollflächen und eine entsprechende Längsausdehnung der Spindel erreicht werden könnte, auf welcher die inneren Rollflächen befestigt sind, würde die ursprüngliche Justierung des Lagers aufrechterhalten und ein einwandfreier Lauf bei allen Geschwindigkeiten erreicht werden. Ein in das Lager eingeführtes Schmiermittel würde die Temperatur der Lagerbestandteile und der Spindel in zulässigen Grenzen halten. Wälzlager können jedoch bei hohen Geschwindigkeiten nicht einwandfrei laufen, wenn sie übermäßig geschmiert werden. Die Hersteller empfehlen sehr geringe Ülgeschwindigkeiten oder die Verwendung nur eines Ölfilms, wenn die Spindelgeschwindigkeiten besonders hoch sind, weil die Rollkörper der Wälzlager, entweder Kugeln oder Rollen, und deren Führungsmittel oder Abstandshalter das Öl in eine heftige Schleuderbewegung versetzen, die einen wesentlichen Temperaturanstieg verursacht. In Rollenlagern können durch diese Wirkung der Rollen auf das 01 sogar höhere Temperaturen erzeugt werden. Daher ist es wesentlich, daB das 01, das in die Wälzlager eingeführt wird, unbedingt auf die Menge beschränkt ist, die für Schmierzwecke unbedingt nötig ist. Jede weitere Menge, die eingebracht wird, um die Wärme abzuführen, hat gerade die gegenteilige Wirkung.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lager zu schaffen, das so ausgebildet ist, daß es eine reichliche Zuführung eines Schmiermittels erlaubt, das, indem es die durch die hohen Beanspruchungen erzeugte Wärme abführt und die Temperaturerhöhung der Lagerbestandteile und der Spindel ausgleicht, die Höchstgeschwindigkeit wesentlich heraufsetzt, bei welcher das Lager erfahrungsgemäß zu Bruch geht.
• Gemäß der Erfindung weist das Lager zwei Reihen konischer Rollen auf; die nebeneinander in entgegengesetztem Sinn schräg angeordnet sind, und die eine verschiedene Zahl von konischen Rollen enthalten. Die eine Reihe konischer Rollen kann z. B. eine gerade Zahl und die andere Reihe eine ungerade Zahl solcher Rollen enthalten. Vorteilhaft sind die konischen Rollen hohl ausgebildet und in vorzugsweise nichtmetallischen Käfigen angeordnet, welche von Metallringen zwischen zwei entsprechenden Rollflächen gehalten werden.
• In erster Linie für die Verwendung von Spindeln für Werkzeugmaschinen bestimmt, bringt das neue Lager weitere Vorteile mit sich, die z. B. in der Vermeidung von Resonanzschwingungen und in der vermehrten Schmierung bestehen, die wegen der hohen Geschwindigkeit des Schmiermittels an den Reibungsflächen der Rollen zustandekommt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. i ein Lager gemäß der Erfindung teilweise in einer Seitenansicht und teilweise in einem axialen Schnitt, Fig.2 deti Rollkäfig in einem axialen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 3, F ig. 3 denselben Käfig teilweise in einer Vorderansicht in Richtung des Pfeils III-III der Fig. 2 und Fig.4 den Käfig teilweise im Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 2.
• In der Zeichnung ist i der Außenring des Lagers, der mit einem Flansch 6 versehen ist. Der Ring i trägt die konischen Rollflächen 2 und 3 und die Öffnung 24 zur Einführung des. Schmiermittels.
• Innerhalb des Außenringes i sind zwei getrennte Innenringe 7 und 8 angeordnet, die entsprechende konische Rollflächen 9 und io aufweisen und mit Rollenführungsborden i i und 12 versehen sind. An den inneren Enden der Ringe 7 und 8 sind Nuten für Drahtärischläge :2it vörgesehen, die das Auseinanderfallen des Käfigs und der in ihm enthaltenen Rollen vermeiden.
• Zwischen den Rollflächen an den Außen- und Innenringen sind zwei Reihen konischer Rollen 4 und 5 angeordnet. Die eine der beiden Reihen enthält eine Rolle mehr als die andere, wodurch Resonanzschwingungen vermieden werden. Der Rollensatz, der die größere Rollenzahl enthält, ist auf derjenigen Seite angeordnet, auf der die Schubbeanspruchung höher ist, d. h. auf der Seite des Flansches 6 des gezeichneten Lagers.
• Jede Rolle weist eine axiale Bohrung auf, die genau gleichachsig mit gleich großen Bohrungen in den Käfigen 13 und 14 angeordnet sind. In der Bohrung jeder Rolle ist eine Ausnehmung 15 vorgesehen, die durch eine Mehrzahl von sich strahlenförmig in radialer Richtung erstreckenden Bohrungen 16 mit der Stirnfläche der Rolle verbunden ist, die sich in Berührung mit den Borden i i und 12 befindet. Hierdurch wird eine verbesserte Schmierung dieser Stellen sichergestellt, indem das 01, das durch die Rollen hindurchfließt, teilweise in der Ausnehmung 15 gesammelt und sodann unter Wirkung der Zentrifugalkraft durch die radialen Bohrungen hindurchgedrückt wird, was durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Rollen stark gefördert wird.
• In den Fig. 2, 3 und 4 sind zwei Käfige 13 und 14 im einzelnen dargestellt. Diese Käfige können entweder aus imprägniertem Faserstoff oder aus Leichtmetall bestehen. Die in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Käfige bestehen aus dem erstgenannten Werkstoff. Wenn Leichtmetall verwendet wird, fallen die Bohrungen 23 zur Befestigung der Nieten und die Platten 17, 18, i9 und 2o (Fig. i) fort, die zur Erhöhung der Festigkeit dienen. In den Käfigen sind in gleichem Abstand Ausnehmungen 22 vorgesehen, in denen die Rollen liegen.
• Die Käfige 13 und 14 sichern die Lage der Rollen in jeder Richtung und verhindern, daß das Öl, das dem Lager über die Bohrung 24 zugeführt wird, infolge der Zentrifugalkraft längs der Rollflächen 2, 3, 9 und io entweicht, so daß dieses außen von den Rollen erfaßt wird, was eine Temperaturerhöhung verursachen würde.
• Die Käfige 13 und 14 sind gegenüber den Rollflächen 9 und io und den Borden ii und 12 genau zentriert. Dadurch kann kein 01 von der Mitte des Lagers zu den Laufflächen 9 und io gelangen. Die Luft zwischen dem Außendurchmesser der. Käfige 13 und 14 und den äußeren Laufflächen :2 und 3 ist nur gerade so groß, um ein geringes Entweichen von C51 zu ermöglichen, das zur Schmierung der Laufflächen erforderlich ist. Es ist offensichtlich, daß ein Überschuß an 01, der etwa durch die Bohrung 24 in das Lager gelangt, nur durch die hohlen Rollen hindurch und die entsprechenden Öffnungen in den Käfigen 13 und 14 abgeführt werden kann.
• Daher kann ein Ölschleudern nicht 'eintreten, und die Wärme, die durch die gleitende Reibung der Rollen an den Borden i i und 12 erzeugt wird, wird durch das Öl abgeleitet, das durch die Rollen hindurchstriimt. hie große Menge öl, die in das Lager eingebracht werden kann, und die laufend erneuert wird, gleicht die Temperatur der verschiedenen Bestandteile des Lagers aus und verhindert so eine Überbeanspruchung, eine unzulässige Erwärmung und einen Bruch des Lagers infolge einer ungleichmäßigen Ausdehnung der inneren Laufflächen des Lagers, seiner äußeren Laufflächen und der Spindel.
• Weiterhin können die Bedingungen für die Schmierung der Rollen an ihren Laufflächen und Borden durch eine geeignete Zahl der Querschnitte der Ölwege und des Maßes der Ölgeschwindigkeit in dem Lager genau überwacht werden, so daß auf diese Weise eine einwandfreie Schmierung sichergestellt wird.

Claims (5)

1. PATENTANSPRACHE: i. Rollenlager insbesondere für die Spindeln von Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager zwei Reihen konischer lZollen aufweist, die nebeneinander in entgegengesetztem Sinn schräg angeordnet sind, und die eine verschiedene Zahl von konischen Rollen enthalten.
2. 2. Rollenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reihe konischer Rollen eine gerade Zahl und die andere Reihe eine ungerade Zahl solcher Rollen enthält.
3. 3. Rollenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Rollen hohl ausgebildet und in vorzugsweise nichtmetallischen Käfigen angeordnet sind, welche von Metallringen zwischen zwei entsprechenden Rollflächen gehalten werden.
4. Rollenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Rollflächen für die konischen Rollen sich auf einem einzigen Ring befinden, der vorzugsweise einen seitlichen Flansch aufweist.
5. 5. Rollenlager nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die das öl unter der Wirkung der Zentrifugalkraft zu der Stelle führt, an der die Reibung zwischen den konischen Rollen und dem seitlichen Bord auftritt.