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Title:
AXIAL ANGULAR-CONTACT ROLLING BEARING, IN PARTICULAR FOR ROTARY TABLE MOUNTING ON MACHINE TOOLS, AND METHOD FOR ASSEMBLING AN AXIAL ANGULAR-CONTACT ROLLING BEARING OF SAID TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/145953
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an axial angular-contact rolling bearing (1) which is composed substantially of a single-piece inner bearing ring (2) and of a single-piece outer bearing ring (3) and of a multiplicity of rolling bodies (6, 7) which are arranged adjacent to one another in at least two rows (4, 5) between the bearing rings (2, 3) and which are held at uniform intervals to one another in the circumferential direction by at least two bearing cages (8, 9) and which roll under defined contact angles with their running surfaces on at least two raceways (12, 13) arranged next to each other on the outer side (10) of the inner bearing ring (2) and on the inner side (11) of the outer bearing ring (3). According to the invention, one of the at least two rows (4, 5) of the rolling bodies (6, 7) is formed by bearing balls, while the other of the at least two rows (4, 5) of the rolling bodies (6, 7) is composed of spherical rollers, each having two side surfaces (14, 15) flattened symmetrically proceeding from a spherical basic shape, wherein the inner bearing ring (2) has a single radial filling bore (16) arranged axially eccentrically adjacent to one of the two raceways (12, 13), through which radial filling bore (16) all of the rolling bodies (6, 7) of the at least two rows (4, 5) can be filled into their raceways (12, 13), and wherein the respective bearing cages (8, 9) of the at least two rows (4, 5) of the rolling bodies (6, 7) are formed as segmented cages composed of a plurality of juxtaposed identical cage segments (17, 18). The invention also relates to a method for assembling an axial angular-contact rolling bearing (1) designed according to the invention.

Inventors:
BECK TINO (DE)
NAGENGAST GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/057815
Publication Date:
December 23, 2010
Filing Date:
June 04, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH (DE)
BECK TINO (DE)
NAGENGAST GERHARD (DE)
International Classes:
F16C19/49; F16C33/46; F16C43/06
Foreign References:
DE102007050215A12009-04-09
DE102007053169A12009-05-14
DE102005061792A12007-07-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Axial-Schrägwälzlager (1 ), insbesondere zur Rundtischlagerung an Werkzeugmaschinen, im Wesentlichen bestehend aus einem einteiligen inneren Lagerring (2) und aus einem einteiligen äußeren Lagerring (3) sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen (2, 3) in zumindest zwei gegen- ein-ander angestellten Reihen (4, 5) nebeneinander angeordneten Wälzkörpern (6, 7), die in Umfangsrichtung durch zumindest zwei Lagerkäfige (8, 9) in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und unter definierten Druckwinkeln mit ihren Laufflächen auf zumindest zwei nebeneinander an der Außenseite (10) des inneren Lagerrings (2) und an der Innenseite (11 ) des äußeren Lagerrings (3) angeordneten Laufbahnen (12, 13) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der zumindest zwei Reihen (4, 5) der Wälzkörper (6, 7) durch Lagerkugeln gebildet wird, wäh- rend die andere der zumindest zwei Reihen (4, 5) der Wälzkörper (6, 7) aus Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (14, 15) besteht, wobei der innere Lagerring (2) eine einzelne, axial außermittig neben einer der Laufbahnen (12, 13) angeordnete, radiale Füllbohrung (16) auf- weist, durch welche sämtliche Wälzkörper (6, 7) der zumindest zwei Reihen (4, 5) in ihre Laufbahnen (12, 13) einfüllbar sind und dass die Lagerkäfige (8, 9) der zumindest zwei Reihen (4, 5) der Wälzkörper (6, 7) jeweils als aus mehreren aneinander gereihten, gleichartigen Käfigsegmenten (17, 18) bestehende Segmentkäfige ausgebildet sind.

2. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es bevorzugt zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Reihen (4, 5) Wälzkörper (6, 7) aufweist, von denen die rundtischzugewandte Reihe (4) als Lagerkugeln und die rundtischabgewandte Reihe (5) als Kugel- rollen ausgebildet sind, wobei beide Reihen (4, 5) bevorzugt identische

Teilkreisdurch-messer und sämtliche Wälzkörper (6, 7) gleiche Durchmesser aufweisen.

3. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) unmittelbar neben der Laufbahn (13) der als Kugelrollen ausgebildeten Reihe (5) Wälzkörper (7) angeordnet ist und an ihrer innenringaußenseitigen Mündung einseitig mit einer zu dieser Laufbahn (13) gerichteten, phasenartigen Füllschräge (19) zum erleichterten Einfüllen der Kugelrollen ausgebildet ist.

4. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen geringfügig größeren Durchmesser als die Wälzkörper (6, 7) aufweisende radiale Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) an ihrer innenringinnenseitigen Mündung bevorzugt durch einen hohl ausgebildeten Kunststoffstopfen (20) verschließbar und als zusätzliches Schmierstoffreservoir des Axial-Schrägwälzlagers (1 ) vorgesehen ist.

5. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen geringfügig größeren Durchmesser als die Wälzkörper (6, 7) aufweisende radiale Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) zur Aufnahme einer zusätzlichen Sensorik für ein Temperatur-, Verschleiß-, Lastoder Drehzahlüberwachungssystem oder zur Aufnahme eines zusätzlichen Feststellgliedes für statische Betriebszustände vorgesehen ist.

6. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Käfigsegmente (17, 18) der Lagerkäfige (8, 9) beider Reihen (4, 5) der Wälzkörper (6, 7) jeweils aus gleichartigen Basisteilen (21 , 22) bestehen und zumindest die Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs

(9) für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe (5) der Wälzkörper (7) zusätzlich jeweils ein zweites, auf das Basisteil (22) aufsteckbares Oberteil (23) aufweisen.

7. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisteile (21 , 22) der Käfigsegmente (17, 18) beider Lagerkäfige

(8, 9) jeweils mit zwei oder mehr kreisrunden, dem Durchmesser der Wälzkörper (6, 7) entsprechenden Käfigtaschen (24, 25) ausgebildet sind, die an ihren Innenseiten in Umlaufrichtung in Höhe der Taschenlängsachse (AL) zusätzlich konkave Anlaufflächen (26, 27) für die Wälzkörper (6, 7) aufweisen.

8. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigtaschen (24, 25) in den Basisteilen (21 , 22) der Käfigseg- mente (17, 18) an ihrer der Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) zugewandten Durchmesserhälfte jeweils eine trapezförmige, parallel zu Taschenlängsachse (AL) verlaufende Erweiterung (28, 29) zum erleichterten Einfüllen der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (7) aufweisen.

9. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisteile (21 , 22) der Käfigsegmente (17, 18) beider Lagerkäfige (8, 9) an ihrer lageraußenseitigen Randpartie jeweils in Höhe der zwischen den Käfigtaschen (24, 25) gebildeten Taschenstege (30, 31 ) mit mehreren T-profilförmigen Nuten (32, 33) zur Lagefixierung des ggf. aufzusteckenden

Oberteils (23) der Käfigsegmente (17, 18) ausgebildet sind.

10. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisteile (21 , 22) der Käfigsegmente (17, 18) beider Lagerkäfige (8, 9) zwischen den Nuten (32, 33) in ihrer Oberfläche mehrere keilförmige

Vertiefungen (34, 35) aufweisen, in denen die ggf. aufzusteckenden O- berteile (23) der Käfigsegmente (17, 18) beider Lagerkäfige (8, 9) jeweils über eine Rastverbindung formschlüssig axial arretierbar sind.

11. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberteile (23) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) für die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (7) an ihrer lagerinnenseitigen Randpartie eine sich über deren gesamte Länge erstreckende Abschrägung (36) aufweisen, die in Montagestellung in die Käfigtaschen (25) hin- einragt und die Kugelrollen über deren Seitenflächen (15) in ihrem Druckwinkel fixiert.

12. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberteile (23) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) für die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (7) an der Unterseite ihrer lager- außenseitigen Randpartie mehrere der Anzahl der Nuten (32, 33) in den Basisteilen (21 , 22) entsprechende T-Profilförmige Stege (37) zur Lagefixierung des aufzusteckenden Oberteils (23) des Käfigsegments (18) auf- weisen.

13. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberteile (23) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) für die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (7) zwischen den Stegen (37) an ihrer Unterseite mehrere aus dieser Unterseite herausragende keilförmige

Erhebungen (38) aufweisen, mit denen die Oberteile (23) in den Vertiefungen (35) der Basisteile (22) formschlüssig axial arretierbar sind.

14. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Erhebungen (38) an den Unterseiten der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) bevorzugt am Ende elastisch ausgebildeter Zungen (39) angeordnet sind, die jeweils in zusätzlich in die Käfigsegmente (18) eingearbeitete langlochartige Aussparungen (40) hineinragend an eine Seitenwand dieser Aussparungen (40) angeformt sind.

15. Axial-Schrägwälzlager (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Lagerringen (2, 3) an beiden Axialseiten des Axial-Schrägwälzlagers (1 ) nur so groß ist, dass dieser im Zusammenwirken mit den Käfigsegmenten (17, 18) beider Lagerkäfige (8, 9) jeweils eine Labyrinthdichtung gegen von außen eindringende Verschmutzungen und gegen das Austreten von im Lager befindlichem Schmierstoff bilden.

16. Verfahren zur Montage eines Axial-Schrägwälzlagers (1 ) mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Einlegen der Basisteile (21 ) der Käfigsegmente (17) des Lagerkäfigs

(8) für die als Lagerkugeln ausgebildete erste Reihe (4) der Wälzkörper (6) in die erste Laufbahn (12) des äußeren Lagerrings (3); b) koaxiales Einlegen des inneren Lagerrings (2) in den äußeren Lagerring (3) soweit, dass die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) mit einer ersten Käfigtasche (24) der Basisteile (21 ) fluchtet;

c) Einfüllen einer ersten Lagerkugel durch die Füllbohrung (16) im inne- ren Lagerring (2) hindurch in die erste Käfigtasche (24) der Basisteile

(21 ) der Käfigsegmente (17) des Lagerkäfigs (8);

d) Weiterdrehen des inneren Lagerrings (2) in Umfangsrichtung, bis die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) mit einer zweiten Käfigtasche (24) der Basisteile (21 ) der Käfigsegmente (17) fluchtet;

e) Einfüllen einer zweiten Lagerkugel durch die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) hindurch in die zweite Käfigtasche (24) der Basisteile (21 ) der Käfigsegmente (17) des Lagerkäfigs (8);

f) Wiederholung der Verfahrensschritte d) und e) bis alle Käfigtaschen (24) der Basisteile (21 ) der Käfigsegmente (17) des Lagerkäfigs (8) mit den Wälzkörpern (6) der ersten Reihe (4) befüllt sind;

g) axiales Einschieben des inneren Lagerrings (2) in den äußeren Lagerring (3) soweit, bis die Wälzkörper (6) der ersten Reihe (4) in der ersten Laufbahn (12) beider Lagerringe (2, 3) anliegen;

h) Einlegen der Basisteile (22) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe (5) der Wälzkörper (7) in die zweite Laufbahn (13) des äußeren Lagerrings (3);

i) Ausrichten des inneren Lagerrings (2) derart, dass die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) seitlich mit einer ersten Käfigtasche (25) der Basisteile (22) der Käfigsegmente (18) fluchtet;

j) Einfüllen einer ersten Kugelrolle durch die Füllbohrung (16) im inneren

Lagerring (2) hindurch in die erste Käfigtasche (25) der Basisteile (22) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9); k) Weiterdrehen des inneren Lagerrings (2) in Umfangsrichtung, bis die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) mit einer zweiten Käfigtasche (25) der Basisteile (22) der Käfigsegmente (18) fluchtet;

I) Einfüllen einer zweiten Kugelrolle durch die Füllbohrung (16) im inne- ren Lagerring (2) hindurch in die zweite Käfigtasche (25) der Basisteile

(22) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9);

m) Wiederholung der Verfahrensschritte k) und I) bis alle Käfigtaschen (25) der Basisteile (22) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) mit den Wälzkörpern (7) der zweiten Reihe (5) befüllt sind;

n) Versetzen des äußeren Lagerrings (3) in eine Drehbewegung mit einer

Drehzahl, bei der sich die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper (7) durch Fliehkraft selbsttätig in ihrer Laufbahn (13) senkrecht aufstellen;

o) Aufschieben der Oberteile (23) auf die Basisteile ( 22) der Käfigsegmente (18) des Lagerkäfigs (9) bei gleichzeitigem Verkippen der Kugel- rollen in ihren Druckwinkel und Verrasten der Oberteile (23) in Betriebsstellung;

p) optionales Befetten des Axial-Schrägwälzlagers (1 ) durch die Füllbohrung (16) im inneren Lagerring (2) hindurch und Verschließen der Füllbohrung (16) mit dem Kunststoffstopfen (20).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die notwendige Vorspannung des Axial-Schrägwälzlagers (1 ) durch gezielten axialen und/oder radialen Versatz zwischen den beiden Laufbahnen (12, 13) in den Lagerringen (2, 3) eingestellt wird, wobei Fertigungstoleranzen durch un- terschiedliche Paarungen von Lagerringen (2, 3) und verschiedene Sortierungen von Wälzkörpern (6, 7) ausgleichbar sind.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Axial-Schrägwälzlager, insbesondere zur Rundtischlagerung an Werkzeugmaschinen sowie Verfahren zur Montage eines solchen Axial-Schrägwälzlagers

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Axial-Schrägwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Montage eines solchen Axial-Schrägwälzlagers, und sie ist insbesondere vorteilhaft an Rundtischlagerungen von Werkzeugmaschinen anwendbar.

Hintergrund der Erfindung

Moderne Rundtischlager für Werkzeugmaschinen werden heutzutage als einbaufertige Präzisionslager für kombinierte Belastungen mit hohen Anforderungen an die Laufgenauigkeit hergestellt und sind je nach Drehzahl und Ein- schaltdauer entweder als Axial-Radiallager oder Axial-Schrägkugellager ausgebildet. Beide Lagerausführungen nehmen radiale und beidseitig axiale Lasten sowie Kippmomente auf und sind radial und axial spielfrei vorgespannt. Während Axial-Radiallager vorwiegend in Standard-Anwendungen mit niedrigen Drehzahlen sowie geringer Einschaltdauer eingesetzt werden und sich in der Regel durch ein höheres, mit der Drehzahl ansteigendes Reibmoment auszeichnen, sind Axial-Schrägkugellager sehr gut für schnell drehende Anwendungen bei hoher Einschaltdauer geeignet und zeichnen sich durch deutlich geringe Reibung und niedrigen Schmierstoffverbrauch aus.

Derartige Rundtischlager sind unter anderem durch den von der Anmelderin herausgegebenen Katalog „Wälzlager" vom Januar 2006 bekannt und werden beispielsweise auf den Seiten 990 bis 1019 in den genannten Ausführungsformen als Axial-Radiallager und als Axial-Schrägkugellager beschrieben. Die ge- zeigten Axial-Radiallager bestehen dabei im Wesentlichen aus einem Axial- und einem Radialteil, wobei der Axialteil durch einen Axial-Nadel- oder Zylinderrollenkranz, einen äußeren Lagerring, einen Winkelring und eine Wellenscheibe gebildet wird während als Radialteil ein vollrolliger oder käfiggeführter, vorgespannter Zylinderrollensatz verwendet wird. Die dargestellten Axial- Schrägku-gellager bestehen dagegen im Wesentlichen aus einem zweiteiligen inneren Lagerring und aus einem einteiligen äußeren Lagerring sowie aus eine Vielzahl zwischen den Lagerringen in zwei gegeneinander angestellten Reihen nebeneinander angeordneten Lagerkugeln, die in Umfangsrichtung durch zwei massive Messing- oder Stahl-Lagerkäfige in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und unter einem definierten Druckwinkel mit ihren Laufflächen auf mehreren nebeneinander an der Außenseite des inneren Lagerrings und an der Innenseite des äußeren Lagerrings angeordneten Laufbahnen abrollen. Darüber hinaus sind durch die DE 10 2007 015 421 A1 auch als dop- pelreihige Schrägkugelrollenlager ausgeführte Rundtischlager bekannt, die im Wesentlichen den gleichen Lageraufbau wie die genannten Axial- Schrägkugellager auf-weisen, bei denen jedoch anstelle von zwei Reihen Lagerkugeln zwei gegeneinander angestellte und in zwei Kunststoff-Lagerkäfigen geführte Doppelreihen Kugelrollen als Wälzkörper verwendet werden.

Als nachteilig hat es sich jedoch sowohl bei den beschriebenen Axial- Schrägku-gellagern als auch bei den genannten Schrägkugelrollenlagern erwiesen, dass deren innerer Lagerring axial zweigeteilt ausgeführt werden muss, um die Montage der Wälzkörper zu ermöglichen. Dabei werden in jede Laufbahnseite des äußeren Lagerrings die Lagerkäfige eingesetzt und einzeln mit den jeweiligen Wälzkörpern bestückt, um abschließend dann die beiden Teilringe des inneren Lagerrings in das Lager einzusetzen und durch eine Ver- schraubung miteinander zu verspannen. Die Fertigung von zwei Teilringen für den inneren Lagerring hat sich jedoch vor allem bei Rundtischlagern mit gro- ßen Durchmessern als sehr aufwendig und kostenintensiv erwiesen und macht zudem eine Sicherung gegen ein Auseinanderfallen des Lagers bei dessen Transport sowie eine äußerst präzise Abstimmung der Lagervorspannung bei dessen Verschraubung mit der Umgebungskonstruktion beim Anwender not- wendig. Ebenso erfordert die zweiteilige Ausführung des inneren Lagerrings bei dessen Zusammenbau eine Zentrierung des Lagers über die gesamte Breite der beiden Teilringe, wobei sich die Teilringe bei deren Verschraubung aufgrund ihrer unterschiedlichen Toleranzen am Innendurchmesser trotz aller Sorgfalt auf einer Welle gegeneinander verschieben und/oder verspannen können und somit die Laufgenauigkeit des Rundtischlagers negativ beeinflussen. Darüber hinaus haben sich auch die bei den bekannten Lagern verwendeten Messing-, Stahl- oder Kunststoff-La-gerkäfige dahingehend als nachteilig erwiesen, dass diese entweder sehr aufwendig und kostenintensiv spanend aus Messing- oder Stahlrohlingen hergestellt werden müssen oder im Kunststoff-Spritzgießverfahren nur für Lager mit einem Bohrungsdurchmesser von maximal 200 mm bei entsprechenden Losgrößen relativ kostengünstig herstellbar sind, da bei Lagern mit größeren Bohrungsdurchmessern der Herstellungsund Kostenaufwand für das Spritzgießen der Lagerkäfige immer weiter steigt und letztlich fertigungstechnisch nicht mehr beherrschbar ist. Aus diesen Gründen sind auch die aktuellen Ausführungen von Axial-Schrägkugellagern oder Schrägkugelrollenlagern für Rundtische auf die maximale Baugröße von 460 mm Bohrungsdurchmesser beschränkt.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile ist es aus der Praxis auch bekannt, den inneren Lagerring eines Axial-Schrägkugellagers ungeteilt bzw. einteilig auszubilden und ähnlich wie in der DE 86 07 236 U1 pro Laufbahnseite mit einer radialen Füllbohrung zu versehen, die direkt in die Laufbahnen der Lagerkugeln mündet und durch welche die Lagerkugeln von der Lagerbohrung her in die Laufbahnen eingefüllt werden. Die Füllbohrungen werden dann nach dem Befüllen des Axial-Schrägkugellagers mit allen Wälzkörpern durch je einen massiven Füllstopfen verschlossen, der laufbahnstirnseitig an die Form der Laufbahnen angepasst ist und durch einen quer verlaufenden Spannstift in seiner Verschlussstellung fixiert wird. Als Lagerkäfige kommen bei solchen Axial-Schräg-kugellagern bevorzugt spanend hergestellte Messingfensterkäfige zum Einsatz, die im Zusammenhang mit erhöht ausgebildeten äußeren Laufbahnschultern am äußeren Lagerring zugleich als Labyrinthdichtung des Lagers dienen. Derartige Axial-Schrägkugellager kommen jedoch in aller Regel nur als nicht vorgespannte Sonderausführungen bei solchen Anwendungen zum Einsatz, wo die Lager keine größeren Lasten aufnehmen müssen, da die im Lagerbetrieb ständig von den Wälzkörpern überrollten Füllstopfen äußerst problematisch hinsichtlich der Anforderungen an die Laufbahnbelastbarkeit und Laufbahngenauigkeit sind. Dennoch müssen die Füllstopfen sehr aufwendig und hochgenau an die Laufbahnen des Lagers angepasst werden, damit die entstehenden Stoßstellen keinen vorzeitigen Verschleiß des Lagers oder insbesondere bei höheren Drehzahlen keine unerwünschten Geräusche verursachen. Da auch das Einbringen der notwendigen Lagervorspannung über den Versatz der beiden Laufbahnabstände von Innen- und Außenring sowie über die Verwendung von unterschiedlichen Kugelsortierungen relativ aufwendig ist, sind solche Axial-Schrägkugellager trotz der einteiligen Ausführung beider Lagerringe insge- samt äußerst kostenintensiv.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Axial-Schrägwälzlager, insbesondere zur Rundtischlagerung an Werkzeugmaschinen, zu konzipieren, welches sich sowohl bei der Fertigung der Lagerringe und der Lagerkäfige als auch bei der Montage der Wälzkörper und der Einstellung der Lagervorspannung durch niedrige Gestehungskosten auszeichnet und welches durch Vermeidung von im Lagerbetrieb überrollten Füllstopfen in einem der Lagerringe zugleich eine hohe Laufbahnbelastbarkeit sowie ein niedriges Geräuschniveau aufweist.

Beschreibung der Erfindung

Zu einem ersten Teil wird diese Aufgabe bei einem Axial-Schrägwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die eine der zumindest zwei Reihen der Wälzkörper durch Lagerkugeln gebildet wird, während die andere der zumindest zwei Reihen der Wälzkörper aus Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen besteht, wobei der innere Lagerring eine einzelne, axial außermittig neben einer der Laufbahnen angeord- nete, radiale Füllbohrung aufweist, durch welche sämtliche Wälzkörper der zumindest zwei Reihen in ihre Laufbahnen einfüllbar sind, und dass die Lagerkäfige der zumindest zwei Reihen der Wälzkörper jeweils als aus mehreren aneinander gereihten, gleichartigen Käfigsegmenten bestehende Segmentkäfige ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch den Austausch zumindest einer Reihe der bisher als Lagerkugeln ausgebildeten Wälzkörper gegen als Kugelrollen ausgebildete Wälzkörper sowie durch die be- wusste Nutzung der Sonderform dieser Kugelrollen möglich ist, beide Lagerrin- ge in kostengünstiger Weise einteilig auszubilden und das Einfüllen aller Wälzkörper in ihre Laufbahnen über eine einzige Füllbohrung zu realisieren, die nicht mehr in eine der Laufbahnen mündet und somit keine montagebedingte Schwächung der Laufbahn durch Füllstopfen verursacht, die von den Wälzkörpern überrollt werden. Eine spezielle Ausführung der Lagerkäfige als Seg- mentkäfige trägt dabei zudem zu einer erleichterten Montage aller Wälzkörper bei, so dass ein erfindungsgemäß ausgebildetes Axial-Schrägwälzlager sich insgesamt durch besonders niedrige Herstellungs- und Montagekosten und zugleich durch eine hohe Laufbahnbelastbarkeit auszeichnet.

Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Schrägwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Danach ist es gemäß Anspruch 2 vorgesehen, dass das erfindungsgemäß aus- gebildete Axial-Schrägwälzlager bevorzugt zwei in O-Anordnung gegeneinander angestellte Reihen Wälzkörper aufweist, von denen die rundtischzuge- wandte Reihe als Lagerkugeln und die rundtischabgewandte Reihe als Kugelrollen ausgebildet sind, wobei beide Reihen bevorzugt identische Teilkreis- durchmesser und Druckwinkel sowie sämtliche Wälzkörper gleiche Durchmesser aufweisen. Die Ausbildung der rundtischzugewandten Reihe Wälzkörper als Lagerkugeln hat sich dabei dahingehend als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die einen geringeren Rollwiderstand aufweisenden Lagerkugeln so- mit in Hauptlastrichtung wirken und dadurch auch statische Lasten, wie das Gewicht des Rundtisches der Werkzeugmaschine, ohne weitere Zusatzmaßnahmen aufnehmen können. Die Ausbildung beider Reihen der Wälzkörper mit gleichem Teilkreisdurchmesser und sämtlicher Wälzkörper mit gleichem Durchmesser hat sich dagegen vor allem aus Kostengründen bei der Lagerring- und Laufbahnherstellung als besonders vorteilhaft erwiesen. Alternativ ist es jedoch je nach Anwendungsfall auch möglich, bei gleichen Durchmessern der Wälzkörper beider Reihen diese auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern anzuordnen oder auch die Wälzkörper beider Reihen mit unterschiedlichen Durchmessern auszubilden und auf gleichen Teilkreisdurchmessern anzuordnen. Ebenso wäre es denkbar, das Axial-Schrägwälzlager abhängig von den jeweils erforderlichen Lagertragzahlen mit zwei Reihen als Kugelrollen ausgebildeter Wälzkörper mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern der Kugelgrundform und gleichen oder unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern auszustatten und/oder die vorgenannten Wälzkörperkombinationen in äquivalenter Weise bei zwei in X-Anordnung mit gleichen oder unterschiedlichen Druckwinkeln gegeneinander angestellten Reihen von Wälzkörpern zu realisieren.

Ausgehend von der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausbildung zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Axial-Schrägwälzlager nach den An- Sprüchen 3, 4 und 5 desweiteren dadurch aus, dass die radiale Füllbohrung im inneren Lagerring unmittelbar neben der Laufbahn der als Kugelrollen ausgebildeten Reihe Wälzkörper angeordnet ist und an ihrer innenringaußenseitigen Mündung einseitig mit einer zu dieser Laufbahn gerichteten, phasenartigen Füllschräge zum erleichterten Einfüllen der Kugelrollen ausgebildet ist. Der innere Lagerring ist dabei zwischen den beiden Laufbahnen für die Wälzkörper bis zum Laufbahngrund abgesetzt sowie eben ausgebildet, um, wie nachfolgend noch zum Montageverfahren beschrieben wird, bei einer einseitig bereits mit Wälzkörpern befüllten Laufbahn noch ein axiales Verschieben des inneren Lagerrings zu ermöglichen. Darüber hinaus weist die radiale Füllbohrung im inneren Lagerring einen geringfügig größeren Durchmesser als die Wälzkörper auf, um das Einfüllen der Wälzkörper durch diese Füllbohrung zu ermöglichen. Nach dem Einfüllen aller Wälzkörper ist die radiale Füllbohrung dann an ihrer innenringinnenseitigen Mündung bevorzugt durch einen einfachen, hohl ausgebildeten Kunststoffstopfen verschließbar und kann als zusätzliches Schmierstoffreservoir des Axial-Schrägwälzlagers genutzt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die radiale Füllbohrung im inneren Lagerring zur Aufnahme einer zusätzlichen Sensorik für ein Temperatur-, Verschleiß-, Last- oder Dreh- zahlüberwachungssystem oder zur Aufnahme eines zusätzlichen Feststellgliedes für statische Betriebszustände zu nutzen, wie sie beispielsweise bei Bohrbearbeitungen auf Rundtischen auftreten.

Nach Anspruch 6 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebil- deten Axial-Schrägwälzlagers, dass die einzelnen Käfigsegmente der Lagerkäfige beider Reihen der Wälzkörper jeweils aus gleichartigen Basisteilen bestehen und zumindest die Käfigsegmente des Lagerkäfigs für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe der Wälzkörper zusätzlich jeweils ein zweites, auf das Basisteil aufsteckbares Oberteil aufweisen. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers mit einer Reihe Lagerkugeln und einer Reihe Kugelrollen gleichen Durchmessers können somit für die Lagerkäfige beider Reihen gleichartige Basisteile verwendet werden, die nur bei der Reihe der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper mit dem Oberteil ergänzt werden. Werden jedoch in alternativer Ausführung des Axial-Schrägwälz- lagers beide Reihen der Wälzkörper durch gleichgroße Kugelrollen gebildet, können die Käfigsegmente der Lagerkäfige beider Reihen nicht nur aus gleichartigen Basisteilen sondern auch aus gleichartigen Oberteilen gebildet werden. Sowohl die Basisteile als auch die Oberteile der Käfigsegmente weisen dabei im Wesentlichen bevorzugt eine Rechteckform mit der gleichen Länge auf, wobei die Breite der Basisteile in etwa der halben Lagerbreite entspricht und die Oberteile in etwa die halbe Breite der Basisteile aufweisen aber geringfügig dicker als die Basisteile ausgebildet sind. Bei großen Stückzahlen an solchen Käfigsegmenten hat es sich als besonders kostengünstig erwiesen, sowohl die Basisteile als auch die Oberteile der Käfigsegmente aus einem Kunststoff im Spritzgießverfahren herzustellen, während kleinere Stückzahlen auch relativ kostengünstig spanlos durch Stanzen und Umformen von Stahlblech oder spanend aus Messing oder Leichtmetalllegierungen herstellbar sind.

Gemäß Anspruch 7 sind die Basisteile der Käfigsegmente beider Lagerkäfige desweiteren jeweils mit zwei oder mehr kreisrunden, dem Durchmesser der Wälzkörper entsprechenden Käfigtaschen ausgebildet, die an ihren Innenseiten in Umlaufrichtung in Höhe der Taschenlängsachse zusätzlich konkave An- laufflächen zur Reibungsoptimierung für die Wälzkörper aufweisen. Die Anzahl der Käfigtaschen richtet sich dabei nach der Größe der Wälzkörper beider Reihen sowie nach der Lagerauslegung und wird bevorzugt so gewählt, dass die erforderlichen Spritzgussformen klein und damit kostengünstig ausgelegt werden können. Dadurch ist es möglich, auch sehr große Teilkreisdurchmesser bzw. Axial-Schrägwälzlager mit einem Innendurchmesser oberhalb der bisher die maximale Baugröße darstellenden 460 mm mit Kunststoffkäfigen aus den genannten Käfigsegmenten auszurüsten. In zweckmäßiger Weiterbildung sind die Käfigtaschen in den Basisteilen der Käfigsegmente darüber hinaus nach Anspruch 8 an ihrer der Füllbohrung im inneren Lagerring zugewandten Durch- messerhälfte jeweils noch mit einer trapezförmigen, parallel zu Taschenlängsachse verlaufenden Erweiterung ausgebildet, die ebenfalls zum erleichterten Einfüllen der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper vorgesehen ist.

Gemäß den Ansprüchen 9 und 10 zeichnen sich die Basisteile der Käfigseg- mente beider Lagerkäfige des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Schrägwälzlager zudem noch dadurch aus, dass diese an ihrer lageraußenseitigen Randpartie jeweils in Höhe der zwischen den Käfigtaschen gebildeten Taschenstege mit mehreren T-profilförmigen Nuten zur Lagefixierung des ggf. aufzusteckenden Oberteils der Segmente ausgebildet sind und zwischen den Nuten in ihrer Oberfläche mehrere keilförmige Vertiefungen aufweisen, in denen die ggf. aufzusteckenden Oberteile der Segmente beider Lagerkäfige jeweils über eine Rastverbindung formschlüssig axial arretierbar sind. An den stirnseitigen Enden der Basisteile der Käfigsegmente sind die genannten Nuten dabei nur als halbe T-Nuten einseitig in die Stirnseiten eingearbeitet, die durch entsprechend ausgebildete Oberteile nach deren Aufstecken ausgefüllt werden und somit eine geschlossene Stoßstelle zum benachbarten Käfigsegment in Umfangshchtung bilden. Die keilförmigen Vertiefungen in der Oberfläche der Basisteile sind bevorzugt jeweils paarweise zwischen den Nuten axial hintereinander angeordnet und dienen zum Fixieren der Oberteile in zwei Raststellungen. Der Abstand der einzelnen Vertiefungen zueinander ist dabei so gewählt, dass das Oberteil in den ersten Vertiefungen bzw. in der ersten Raststellung zunächst auf dem Basisteil fixiert wird und dabei die Käfigtaschen in den Basisteilen noch nicht überdeckt, während in den zweiten Vertiefungen bzw. in der zweiten Raststellung die Oberteile in ihrer die Käfigtaschen der Basisteile etwa zur Hälfte überdeckenden Endstellung axial arretiert und die zwischenzeitlich eingefüllten Kugelrollen in ihrem Druckwinkel fixiert werden.

Ausgehend von der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausbildung der Basisteile der Käfigsegmente weisen die Oberteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe Wälzkörper deshalb nach den Ansprüchen 11 und 12 zum einen an ihrer lagerinnenseitigen Randpartie eine sich über deren gesamte Länge erstreckende Abschrägung auf, die in Monta- gestellung der Oberteile in die Käfigtaschen der Basisteile hineinragt und die Kugelrollen über deren Seitenflächen in ihrem Druckwinkel fixiert, während zum anderen an der Unterseite ihrer lageraußenseitigen Randpartie mehrere der Anzahl der Nuten in den Basisteilen entsprechende T-Profilförmige Stege angeordnet sind, die zur Lagefixierung des aufzusteckenden Oberteils des Käfig- segments dienen. Die T-profilförmigen Nuten in den Basisteilen der Käfigsegmente dienen somit zur Aufnahme der T-profilförmigen Stege der Oberteile der Käfigsegmente, um beide Teile radial und in Umfangsrichtung zueinander zu fixieren, wobei diese Stege an den stirnseitigen Enden der Oberteile wieder nur als halbe T-Stege einseitig an die Stirnseiten angeformt sind, die in die halben T-Nuten an den Stirnseiten der Basisteile eingreifen. Darüber hinaus weisen die Oberteile der Käfigsegmente gemäß den Ansprüchen 13 und 14 zwischen den Stegen an ihrer Unterseite mehrere aus dieser Unterseite herausragende keilförmige Erhebungen auf, mit denen die Oberteile in den Vertiefungen der Basisteile formschlüssig axial arretierbar sind. In besonders vorteilhafter Weise sind diese keilförmigen Erhebungen dabei am Ende elastisch ausgebildeter Zungen angeordnet sind, die jeweils in zusätzlich in die Segmente eingearbeitete langlochartige Aussparungen hineinragend an eine Seitenwand dieser Aussparungen angeformt sind, da somit das Aufstecken der Oberteile auf die Basisteile der Käfigsegmente innerhalb des relativ schmalen Spaltes zwischen den Basisteilen und dem äußeren Lagerring wesentlich vereinfacht wird.

Durch die Ausbildung der Basisteile und der Oberteile der Käfigsegmente in der beschriebenen Weise ist somit gewährleistet, dass sich einerseits beide Teile als Kunststoffteile mit relativ einfachen Werkzeugen herstellen lassen und dass andererseits die beiden Funktionen „radiales Verbinden" und „axiales Fixieren" der beiden Teile durch zwei getrennte Formschlussverbindungen unabhängig voneinander ausgeführt sind. Das bedeutet, dass radiale Betriebs- kräfte, die aus der Führung der Kugelrollen durch die Oberteile der Käfigsegmente resultieren und ausschließlich auf die Oberteile der Käfigsegmente wirken, vollständig von den T-profilförmigen Stegen und Nuten an beiden Teilen aufgenommen werden und jegliche Belastung der axialen Rastverbindung beider Teile, die ein eventuelles Aufweiten und Lösen dieser Rastverbindung be- günstigen könnte, wirkungsvoll verhindert wird. Ebenso ist es von Vorteil, dass durch die Ausbildung des Kontaktes der Oberteile der Käfigsegmente zu den Seitenflächen der Kugelrollen über die Abschrägung an deren lagerinnenseiti- gen Randpartie der Druckwinkel dieser Reihe Wälzkörper durch Veränderung des Winkels der Abschrägung in weiten Bereichen variiert werden kann und sich somit Druckwinkel bis ca. 55° realisieren lassen. Darüber hinaus verhindern die Oberteile der Käfigsegmente durch ihre formschlüssige Verbindung mit den Basisteilen auch das Verkippen der Kugelrollen in ihrer Laufbahn, wobei die Stützkräfte der Kugelrollen auf die Basisteile der Käfigsegmente mit übertragen werden und diese sich wiederum axial selbst an der Kugelrollen abstützen. Damit sind sämtliche Käfigsegmente des Lagerkäfigs wälzkörperge- führt und benötigen keine weitere Abstützung an anderen Bauteilen des Axial- Schrägwälzlagers. Schließlich wird es noch als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Schrägwälzlagers durch Anspruch 15 vorgeschlagen, den Abstand zwischen dem äußeren Lagerring und dem inneren Lagerring an beiden Axialseiten des Axial-Schrägwälzlagers nur so groß auszubilden, dass diese im Zusammenwirken mit den beidseitig in diesen Abstand hineinragenden Käfigsegmenten beider Lagerkäfige eine Labyrinthdichtung zur Abdichtung des Lagers gegen von außen eindringende Verschmutzungen und gegen das Austreten von im Lager befindlichem Schmierstoff bilden. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers mit einer Reihe Lagerkugeln und einer Reihe Kugelrollen gleichen Durchmessers, bei der für die Reihe der als Lagerkugeln ausgebildeten Wälzkörper nur Basisteile für die Käfigsegmente des Lagerkäfigs zur Anwendung kommen, ist der Abstand deshalb an dieser Axialseite kleiner als der Abstand an der Axialseite der Reihe der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper, die durch aus Basisteilen und Ober-teilen zusammengesetzte Käfigsegmente geführt werden und dadurch mehr als doppelt so hoch sind. Als vorteilhaft hat es sich daher erwiesen, die Labyrinthdichtung an der Axialseite der Lagerkugeln beispielsweise durch eine zusätzliche einseitige Verlängerung der äußeren Laufbahnschulter am äußeren Lagerring bis auf Höhe der Basisteile zu realisieren, wobei durch das Anordnen zusätzlicher Dichtlippen an den Käfigsegmenten beider Lagerkäfige in Radialrichtung sowie an den Stoßstellen zwischen den einzelnen Käfigsegmenten in Umfangsrichtung die Dichtwirkung noch erheblich gesteigert werden kann. Gleichzeitig werden durch eine solche Spaltausbildung zwischen den Lagerringen auch die Käfigsegmente beider Lagerkäfige in Umfangsrichtung sicher geführt.

Zu einem zweiten Teil wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Montage des beschriebenen Axial-Schrägwälzlagers gelöst, welches nachfolgend beschrieben wird.

Nach diesem Verfahren erfolgt zunächst das Einlegen der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs für die als Lagerkugeln ausgebildete erste Reihe der Wälzkörper in die erste Laufbahn des äußeren Lagerrings sowie das ko- axiales Einlegen des inneren Lagerrings in den äußeren Lagerring soweit, dass die Füllbohrung im inneren Lagerring mit einer ersten Käfigtasche der Basisteile der Segmente fluchtet. In dieser Stellung erfolgt dann das Einfüllen einer ersten Lagerkugel durch die Füllbohrung im inneren Lagerring hindurch in die erste Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs. Anschließend wird der innere Lagerring in Umfangsrichtung weitergedreht, bis die Füllbohrung im inneren Lagerring mit einer zweiten Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente fluchtet, so dass das Einfüllen einer zweiten Lagerkugel durch die Füllbohrung im inneren Lagerring hindurch in die zweite Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs erfolgen kann. Die letzten beiden Verfahrensschritte werden nunmehr solange wiederholt, bis alle Käfigtaschen der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs mit den Wälzkörpern der ersten Reihe befüllt sind.

Zum Befüllen des Axial-Schrägwälzlagers mit der zweiten Reihe der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper erfolgt dann ein axiales Einschieben des inneren Lagerrings in den äußeren Lagerring soweit, bis die Wälzkörper der ersten Reihe in der ersten Laufbahn beider Lagerringe anliegen. Daran schließt sich das Einlegen der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs für die als Ku- gelrollen ausgebildete Reihe der Wälzkörper in die zweite Laufbahn des äußeren Lagerrings sowie das Ausrichten des inneren Lagerrings derart an, dass die Füllbohrung im inneren Lagerring mit einer ersten Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente fluchtet. In dieser Stellung erfolgt danach das Einfüllen einer ersten Kugelrolle durch die Füllbohrung im inneren Lagerring hindurch in die erste Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs, wobei die Kugelrolle durch den Spalt zwischen dem inneren und den äußeren Lagerring unter Nutzung der Füllschräge an der Füllbohrung und der trapezförmigen Erweiterung der Käfigtaschen in den Basisteilen der Käfigsegmente in die Käfigtasche eingeführt wird. Anschließend wird dann wieder der innere Lagerring in Umfangsrichtung weitergedreht, bis die Füllbohrung im inneren Lagerring mit einer zweiten Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente fluchtet, so dass das Einfüllen einer zweiten Kugelrolle durch die Füllbohrung im inneren Lagerring hindurch in die zweite Käfigtasche der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs in der gleichen Art erfolgen kann. Auch hier werden nunmehr die letzten beiden Verfahrensschritte solange wiederholt, bis alle Käfigtaschen der Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs mit den als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörpern der zweiten Reihe befüllt sind.

Danach wird der äußere Lagerring des somit vollständig befüllten Axial-Schräg- wälzlagers in eine Drehbewegung mit einer Drehzahl versetzt, bei der sich sämtliche als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper durch Fliehkraft selbsttätig in ihrer Laufbahn senkrecht aufstellen. In dieser Stellung der Kugelrollen wer- den anschließend sämtliche Oberteile der Käfigsegmente auf die Basisteile der Käfigsegmente des Lagerkäfigs für die Kugelrollen geschoben und zunächst in ihrer ersten Raststellung auf den Basisteilen axial fixiert. Im Folgenden werden die Oberteile der Käfigsegmente axial noch soweit weiter auf die Basisteile verschoben, bis die Abschrägung an der lagehnnenseitigen Randpartie der Ober-teile auf die gegenüberliegenden Seitenflächen der Kugelrollen auftrifft, die Kugelrollen durch weiters Aufschieben der Oberteile in ihre Druckwinkel verkippen und die Oberteile in ihrer Betriebsstellung in der zweiten Raststellung auf den Basisteilen verrasten. Abschließend erfolgt dann noch ein optionales Befetten des Axial-Schrägwälzlagers durch die Füllbohrung im inneren Lagerring hindurch sowie das Verschließen der Füllbohrung mit dem Kunststoffstopfen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens ist es darüber hinaus noch, dass die notwendige Vorspannung des Axial-Schräg- Wälzlagers während des Montageverfahrens durch gezielten axialen und/oder radialen Versatz zwischen den beiden Laufbahnen in den Lagerringen eingestellt wird, wobei Fertigungstoleranzen durch unterschiedliche Paarungen von Lagerringen und verschiedene Sortierungen von Wälzkörpern ausgeglichen werden. Dadurch müssen keine Einzelteile des Axial-Schrägwälzlagers mehr aufwendig zueinander eingeschliffen werden, was bei Wälzlagern im großen Durchmesserbereich auch praktisch nicht mehr durchführbar wäre. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial- Schrägwälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten zwei- reihigen Axial-Schrägwälzlagers in verkleinertem Maßstab;

Figur 2 den Querschnitt A - A durch das erfindungsgemäß ausgebildete Axial-Schrägwälzlager gemäß Figur 1 ;

Figur 3 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit Z des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 2;

Figur 4 eine vergrößerte Ansicht des Schnittes B - B durch den inneren Lagerring des Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 1 ;

Figur 5 eine vergrößerte Draufsicht auf die Füllbohrung im inneren Lagerring des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 6 eine vergrößerte Seitenansicht eines Basisteils der Käfigseg- mente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 7 eine vergrößerte Draufsicht auf ein Basisteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 8 den Schnitt C - C durch das Basisteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 6;

Figur 9 den Schnitt D - D durch das Basisteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 6;

Figur 10 eine vergrößerte Seitenansicht eines Oberteils der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 11 eine vergrößerte Draufsicht auf ein Oberteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers; Figur 12 den Schnitt E - E durch das Oberteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 10;

Figur 13 den Schnitt F - F durch das Oberteil der Käfigsegmente des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers gemäß Figur 10;

Figur 14 eine räumliche Darstellung eines unmontierten Käfigsegments des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 15 einen Querschnitt durch ein montiertes Käfigsegment des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers mit Kugelrolle;

Figur 16 eine schematische Darstellung des Verfahrensschrittes a) zur Montage des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 17 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte b) bis f) zur Montage des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 18 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte g) bis m) zur Montage des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers;

Figur 19 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte n) bis p) zur Montage des erfindungsgemäßen Axial-Schrägwälzlagers.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Aus den Figuren 1 und 2 geht jeweils deutlich ein zur Rundtischlagerung an Werkzeugmaschinen geeignetes Axial-Schrägwälzlager 1 hervor, welches im Wesentlichen aus einem einteiligen inneren Lagerring 2 und aus einem einteiligen äußeren Lagerring 3 sowie aus eine Vielzahl zwischen den Lagerringen 2, 3 in zwei Reihen 4, 5 nebeneinander angeordneten Wälzkörpern 6, 7 be- steht, die in Umfangsrichtung durch zwei Lagerkäfige 8, 9 in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. In Figur 3 ist dabei zu sehen, dass die beiden Reihen 4, 5 der Wälzkörper 6, 7 in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind und unter definierten Druckwinkeln mit ihren Laufflächen auf zwei nebeneinander an der Außenseite 10 des inneren Lagerrings 2 und an der Innenseite 11 des äußeren Lagerrings 3 angeordneten Laufbahnen 12, 13 abrollen. Die in den Figuren 1 und 2 nicht näher bezeichneten Bohrungen im inneren und äußeren Lagerring 2, 3 dienen im Übrigen der Verschraubung des Axial-Schräg-wälzlagers 1 an der Anschlusskonstruktion der Werkzeugmaschi- ne.

Desweiteren ist aus den Figuren 1 und 2 in Verbindung mit den Figuren 3, 4 und 5 ersichtlich, dass bei dem gezeigten Axial-Schrägwälzlager 1 erfindungsgemäß die eine der zwei Reihen 4, 5 der Wälzkörper 6, 7 durch Lagerkugeln gebildet wird, während die andere der zwei Reihen 4, 5 der Wälzkörper 6, 7 aus Kugelrollen besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen 14, 15 aufweisen und zwischen diesen Seitenflächen mit einer Breite von ca. 70% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform ausgebildet sind. Zur verbesserten Auf- nähme von statische Lasten, wie das Gewicht des Rundtisches der Werkzeugmaschine, sind dabei in bevorzugter Ausführung die rundtischzugewandte Reihe 4 als Lagerkugeln und die rundtischabgewandte Reihe 5 als Kugelrollen ausgebildet, wobei beide Reihen 4, 5 identische Teilkreisdurchmesser und sämtliche Wälzkörper 6, 7 gleiche Durchmesser aufweisen. Darüber hinaus weist der innere Lagerring 2 erfindungsgemäß eine einzelne, axial außermittig neben einer der Laufbahnen 12, 13 angeordnete, radiale Füllbohrung 16 auf, durch welche sämtliche Wälzkörper 6, 7 der zumindest zwei Reihen 4, 5 in ihre Laufbahnen 12, 13 einfüllbar sind und gleichzeitig werden die Lagerkäfige 8, 9 der beiden Reihen 4, 5 der Wälzkörper 6, 7 erfindungsgemäß durch jeweils aus mehreren aneinander gereihten, gleichartigen Käfigsegmenten 17, 18 bestehende Segmentkäfige gebildet.

In den Figuren 4 und 5 ist dabei erkennbar, dass die radiale Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 unmittelbar neben der Laufbahn 13 der als Kugelrollen ausgebildeten Reihe 5 Wälzkörper 7 angeordnet ist und an ihrer innenringau- ßenseitigen Mündung einseitig mit einer zu dieser Laufbahn 13 gerichteten, phasenartigen Füllschräge 19 zum erleichterten Einfüllen der Kugelrollen ausgebildet ist. Deutlich sichtbar ist dabei der innere Lagerring 2 zwischen den beiden Laufbahnen 12, 13 für die Wälzkörper 6, 7 bis zum Laufbahngrund abgesetzt sowie eben ausgebildet, um bei der Lagermontage bei einer einseitig bereits mit Wälzkörpern 6 befüllten Laufbahn 12 noch ein axiales Verschieben des inneren Lagerrings 3 zu ermöglichen. Darüber hinaus weist die radiale Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 einen geringfügig größeren Durchmesser als die Wälzkörper 6, 7 auf, um das Einfüllen der Wälzkörper 5, 7 durch diese Füllbohrung 16 zu ermöglichen. Nach dem Einfüllen aller Wälzkörper 6, 7 wird die radiale Füllbohrung 16 dann, wie in Figur 4 dargestellt, an ihrer in- nenringinnenseitigen Mündung bevorzugt durch einen einfachen, hohl ausge- bildeten Kunststoffstopfen 20 verschlossen und kann als zusätzliches Schmierstoffreservoir des Axial-Schrägwälzlagers 1 genutzt werden.

Weiterhin ist in Figur 3 zu sehen, dass die einzelnen Käfigsegmente 17, 18 der Lagerkäfige 8, 9 beider Reihen 4, 5 der Wälzkörper 6, 7 jeweils aus gleicharti- gen Basisteilen 21 , 22 bestehen und dass die Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe 5 der Wälzkörper 7 zusätzlich jeweils ein zweites, auf das Basisteil 22 aufsteckbares Oberteil 23 aufweisen. Der Abstand zwischen den Lagerringen 2, 3 ist dabei an beiden Axialseiten des Axial-Schrägwälzlagers 1 nur so groß ist, dass dieser im Zusammenwirken mit den Käfigsegmenten 17, 18 beider Lagerkäfige 8, 9 jeweils eine Labyrinthdichtung gegen von außen eindringende Verschmutzungen und gegen das Austreten von im Lager befindlichem Schmierstoff bilden.

Die Figuren 7 und 8 zeigen desweiteren, dass die Basisteile 21 , 22 der Käfig- segmente 17, 18 beider Lagerkäfige 8, 9 beispielhaft mit jeweils vier kreisrunden, dem Durchmesser der Wälzkörper 6, 7 entsprechenden Käfigtaschen 24, 25 ausgebildet sind, die, wie auch in Figur 15 zu sehen ist, an ihren Innenseiten in Umlaufrichtung in Höhe der Taschenlängsachse A L zusätzlich konkave Anlaufflächen 26, 27 für die Wälzkörper 6, 7 aufweisen. Ebenso ist aus den Figuren 7, 8, 9 und 14 ersichtlich, dass die Käfigtaschen 24, 25 in den Basisteilen 21 , 22 der Käfigsegmente 17, 18 an ihrer der Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 zugewandten Durchmesserhälfte jeweils eine trapezförmige, parallel zur Taschenlängsachse A L verlaufende Erweiterung 30, 31 aufweisen, die ebenfalls dem erleichterten Einfüllen der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 7 bei der Lagermontage dient. Darüber hinaus sind die Basisteile 21 , 22 der Käfigsegmente 17, 18, wie in den Figuren 6 bis 9 dargestellt, an ihrer Ia- geraußenseitigen Randpartie jeweils in Höhe der zwischen den Käfigtaschen 24, 25 gebildeten Taschenstege 28, 29 mit mehreren T-profilförmigen Nuten 32, 33 ausgebildet, in denen das ggf. aufzusteckende Oberteil 23 der Käfigsegmente 17, 18 radial und in Umfangsrichtung lagefixierbar ist. Die axiale Arretierung der Oberteile 23 der Käfigsegmente 17, 18 beider Lagerkäfige 8, 9 erfolgt dann über mehrere zwischen den Nuten 32, 33 in die in Oberfläche der Basisteile 21 , 22 der Käfigsegmente 17, 18 beider Lagerkäfige 8, 9 eingeformte und in den Figuren 7, 8 und 14 deutlich sichtbare keilförmige Vertiefungen 34, 35, die mit entsprechenden Ausbildungen an den Oberteilen 23 jeweils eine formschlüssige Rastverbindung der in Figur 15 dargestellten Art bilden.

Die weitere Ausbildung der Oberteile 23 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 für die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 7 ist in den Figuren 10 bis 14 dargestellt. Die Figuren 12 und 13 zeigen dabei, dass diese Oberteile 23 an ihrer lagerinnenseitigen Randpartie eine sich über deren gesamte Länge erstreckende Abschrägung 36 aufweisen, die in der in Figur 15 abgebildeten Montagestellung der Oberteile 23 in die Käfigtaschen 25 der Basisteile 21 , 22 hineinragt und die Kugelrollen über deren Seitenflächen 15 in ihrem Druckwinkel fixiert. Aus den Figuren 10 und 12 geht darüber hinaus hervor, dass die Oberteile 23 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 für die als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 7 an der Unterseite ihrer lageraußenseitigen Rand- partie mehrere der Anzahl der Nuten 32, 33 in den Basisteilen 21 , 22 entsprechende T-Profilförmige Stege 37 aufweisen, die zur Lagefixierung des aufzusteckenden Oberteils 23 des Käfigsegments 18 in Radial- sowie Umfangsrichtung dienen. Zwischen diesen Stegen 37 weisen die Oberteile 23, wie die Figuren 10, 11 und 13 zeigen, mehrere aus ihrer Unterseite herausragende keilför- mige Erhebungen 38 auf, die zusammen mit den keilförmigen Vertiefungen 34, 35 an den Basisteilen 21 , 11 die in Figur 15 gezeigte Rastverbindung bilden, mit denen die Oberteile 23 in Axialrichtung formschlüssig arretierbar sind. Dabei sind die keilförmigen Erhebungen 38 an den Unterseiten der Käfigsegmen- te 18 des Lagerkäfigs 9, wie insbesondere in Figur 13 zu sehen ist, jeweils am Ende elastisch ausgebildeter Zungen 39 angeordnet sind, die jeweils in zusätzlich in die Käfigsegmente 18 eingearbeitete, langlochartige Aussparungen 40, wie sie auch in Figur 14 zu sehen sind, hineinragen und jeweils an eine Sei- tenwand dieser Aussparungen 40 angeformt sind.

In den Figuren 16 bis 19 ist schließlich noch das Verfahren zur Montage des beschriebenen Axial-Schrägwälzlagers 1 schematisch dargestellt, wobei die einzelnen Verfahrensschritte durch Bewegungspfeile mit zugehörigen an- spruchs-gemäßen Aufzählungszeichen verdeutlicht werden. Aus Figur 16 geht dabei hervor, dass das Montageverfahren zunächst mit dem Einlegen der Basisteile 21 der Käfigsegmente 17 des Lagerkäfigs 8 für die als Lagerkugeln ausgebildete erste Reihe 4 der Wälzkörper 6 in die erste Laufbahn 12 des äußeren Lagerrings 3 beginnt (a). Danach erfolgt das in Figur 17 angedeutete koaxiale Einlegen des inneren Lagerrings 2 in den äußeren Lagerring 3 soweit, dass die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 mit einer ersten Käfigtasche 24 der Basisteile 21 der Käfigsegmente 17 fluchtet (b). In dieser Stellung erfolgt das Einfüllen einer ersten Lagerkugel durch die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 hindurch in die erste Käfigtasche 24 der Basisteile 21 der Käfigseg- mente 17 des Lagerkäfigs 8 (c). Anschließend wird der innere Lagerring 2, wie weiter in Figur 17 angedeutet ist, in Umfangsrichtung weitergedreht, bis die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 mit einer zweiten Käfigtasche 24 der Basisteile 21 der Käfigsegmente 17 fluchtet (d), so dass das Einfüllen einer zweiten Lagerkugel durch die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 hindurch in die zweite Käfigtasche 24 der Basisteile 21 der Käfigsegmente 17 des Lagerkäfigs 8 erfolgen kann (e). Die letzten beiden Verfahrensschritte werden nunmehr solange wiederholt, bis alle Käfigtaschen 24 der Basisteile 21 der Käfigsegmente 17 des Lagerkäfigs 8 mit den Wälzkörpern 6 der ersten Reihe 4 befüllt sind.

Zum Befüllen des Axial-Schrägwälzlagers 1 mit der zweiten Reihe 5 der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 7 erfolgt dann ein in Figur 18 angedeutetes axiales Einschieben des inneren Lagerrings 2 in den äußeren Lagerring 3 soweit, bis die Wälzkörper 6 der ersten Reihe 4 in der ersten Laufbahn 12 beider Lagerringe 2, 3 anliegen (g). Daran schließt sich das Einlegen der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 für die als Kugelrollen ausgebildete Reihe 5 der Wälzkörper 7 in die zweite Laufbahn 13 des äußeren Lager- rings 3 (h) sowie das Ausrichten des inneren Lagerrings 2 derart an, dass die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 seitlich mit einer ersten Käfigtasche 25 der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 fluchtet (i). In dieser Stellung erfolgt danach das ebenfalls in Figur 18 angedeutete Einfüllen einer ersten Kugelrolle durch die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 hindurch in die erste Käfigta- sehe 25 der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 (j), wobei die Kugelrolle durch den Spalt zwischen dem inneren Lagerring 2 und den äußeren Lagerring 3 unter Nutzung der Füllschräge 19 an der Füllbohrung 16 und der trapezförmigen Erweiterung 31 der Käfigtaschen 25 in den Basisteilen 22 der Käfigsegmente 18 in die Käfigtasche 25 eingeführt wird. Anschließend wird dann wieder der innere Lagerring 2 in Umfangsrichtung weitergedreht, bis die Füllbohrung 16 inneren Lagerring 2 mit einer zweiten Käfigtasche 25 der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 fluchtet (k), so dass das Einfüllen einer zweiten Kugelrolle durch die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 hindurch in die zweite Käfigtasche 25 der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 in der gleichen Art erfolgen kann (I). Auch hier werden nunmehr die beiden letztgenannten Verfahrensschritte solange wiederholt, bis alle Käfigtaschen 25 der Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 mit den als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörpern 7 der zweiten Reihe 5 befüllt sind.

Danach wird der äußere Lagerring 3 des somit vollständig befüllten Axial- Schrägwälzlagers 1 in eine Drehbewegung mit einer Drehzahl versetzt, bei der sich sämtliche als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 7, wie in Figur 19 dargestellt, durch Fliehkraft selbsttätig in ihrer Laufbahn 13 senkrecht aufstellen (n). In dieser Stellung der Kugelrollen werden anschließend sämtliche O- berteile 23 der Käfigsegmente 18 auf die Basisteile 22 der Käfigsegmente 18 des Lagerkäfigs 9 für die Kugelrollen geschoben und zunächst in ihrer ersten Raststellung auf den Basisteilen 22 axial fixiert (o). Im Folgenden werden die Oberteile 23 der Käfigsegmente 18 axial noch soweit weiter auf die Basisteile 22 verschoben, bis die Abschrägungen 36 an den Oberteilen 23 auf die gegenüberliegenden Seitenflächen 15 der Kugelrollen auftreffen, die Kugelrollen durch weiteres Aufschieben der Oberteile 23, wie in Figur 15 ersichtlich, in ihre Druckwinkel verkippen und die Oberteile 23 in ihrer Betriebsstellung in der zweiten Raststellung auf den Basisteilen 22 verrasten. Abschließend erfolgt dann noch ein optionales Befetten des Axial-Schrägwälzlagers 1 durch die Füllbohrung 16 im inneren Lagerring 2 hindurch sowie das Verschließen der Füllbohrung 16 mit dem Kunststoffstopfen 20. Die notwendige Vorspannung des Axial-Schrägwälzlagers 1 wird darüber hinaus während des Montagever- fahrens durch gezielten axialen und/oder radialen Versatz zwischen den beiden Laufbahnen 12, 13 in den Lagerringen 2, 3 eingestellt wird, wobei Fertigungstoleranzen durch unterschiedliche Paarungen von Lagerringen 2, 3 und verschiedene Sortierungen von Wälzkörpern 6, 7 ausgeglichen werden.

Bezugszahlenliste

Axial-Schrägwälzlager innerer Lagerring äußerer Lagerring Reihe Reihe Wälzkörper von 4 Wälzkörper von 5 Lagerkäfig von 4 Lagerkäfig von 5 Außenseite von 2 Innenseite von 3 Laufbahn von 6 Laufbahn von 7 Seitenfläche von 7 Seitenfläche von 7 Füllbohrung in 2 Käfigsegmente von 8 Käfigsegmente von 9 Füllschräge an 16 Kunststoffstopfen Basisteil von 17 Basisteil von 18 Oberteil von 18 Käfigtaschen in 21 Käfigtaschen in 22 Anlaufflächen in 24 Anlaufflächen in 25 Erweiterung von 24 Erweiterung von 25 Taschenstege in 21 Taschenstege in 22 Nuten in 21 Nuten in 22 Vertiefungen in 21 Vertiefungen in 22 Abschrägung an 23 Stege an 23 Erhebungen an 23 Zungen für 38 Aussparungen in 23 Taschenlängsachse