圆锥滚子轴承的制作方法

1.本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的圆锥滚子轴承。此外，本发明涉及一种具有这种圆锥滚子轴承的高精度机床工作台(high-precisionmachine-tooltable)。
背景技术：
：：2.对于机床工作台，诸如以5轴铣床为例，通常需要轴承一方面可以支持径向载荷和轴向载荷以及在旋转期间由轴承轴线的倾斜(tipping)引起的所谓的转矩载荷(/力矩载荷)(momentloads)，另一方面要求轴承具有高运行精度。为了实现所需的运行精度，必须遵守(observed)对应的制造公差。此外，机床工作台应尽可能坚硬，因为载荷下的弹性变形对整个机床的生产率和精度具有强烈影响。3.机床工作台应用通常还需要支持高转速的滚动轴承。这些关于机床工作台转速的要求需要快速运行的滚动轴承。然而，由于转速增加，由此引起的功率损失、特别是摩擦也可能增加。然而，增加的摩擦导致进一步的影响，诸如以轴承发热增加为例，这可能另外负面地影响精度。技术实现要素：4.因此，本发明的目的在于提供一种适用于机床工作台中的高转速应用的圆锥滚子轴承。5.该目的通过根据专利权利要求1的圆锥滚子轴承和根据专利权利要求13的高精度机床工作台来实现。6.在下文中，描述了一种圆锥滚子轴承，特别是高精度圆锥滚子轴承，特别是直径小于1.5m的圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承包括：内圈，所述内圈包括至少一个内滚道；外圈，所述外圈包括至少一个外滚道，所述内圈和所述外圈能够相对于彼此旋转；以及至少一组圆锥滚子，所述至少一组圆锥滚子布置在所述内圈与所述外圈之间并且在所述至少一个内滚道和所述至少一个外滚道上绕着圆锥滚子旋转轴线滚动，其中，所述圆锥滚子轴承被构造为绕着轴承旋转轴线旋转。所述外圈优选是固定的，所述内圈优选是可旋转的，并且所述圆锥滚子轴承是双列圆锥滚子轴承。所述圆锥滚子轴承优选是用于机床工作台、优选地为高精度机床工作台的工作台轴承(tablebearing)。7.为了增加所提出的圆锥滚子轴承的倾斜刚度并由此改善高精度，并且还为了使该圆锥滚子轴承能够在高速下(例如，在超过200,000ndm的转速值下)使用，轴承旋转轴线与圆锥滚子旋转轴线之间形成的角度大于45°。该角度优选在45°至65°之间；最优选地，该角度优选地在50°至55°之间。这里，倾斜刚度受到滚动轴承的压力线与轴承旋转轴线的角度的影响。压力线与轴承旋转轴线的交点彼此间隔得越远，轴承的倾斜刚度越高。换句话说，角度越大，轴承的倾斜刚度越大。然而，在轴承角度的定义中必须考虑到，角度越大，径向刚度越小。因此，在45°至65°之间的角度固定表示径向刚度、轴向刚度和倾斜刚度之间的优化。角度过大同样也会对摩擦产生负面影响。8.应当注意，上述刚度尤其可以取决于滚子组和/或圆锥滚子轴承的直径。9.术语“高精度圆锥滚子轴承”特别地被理解为意指圆锥滚子轴承实现根据iso492:2014、iso199:2014的公差等级4或更好的径向和轴向跳动(runout)；或根据din620-2、din620-3的p4或更好。10.根据一个实施方式，用于引导所述圆锥滚子的引导凸缘可以布置在所述外圈上，其中，所述引导凸缘与所述外圈一体地形成。示例性实施方式特别优选的是，所述外圈和所述引导凸缘在共用工艺(commonprocess)中被研磨(ground)，即同时被研磨。外圈优选被构造为固定的。然而，同样可能的是，内圈被构造为固定的，并且外圈被构造为旋转的。11.在固定的外圈上设置引导凸缘具有以下优点：由于固定的外圈更容易接近(accessible)，特别是从外部接近，因此引导凸缘可以更容易地润滑和冷却。由于较好的润滑，还可以在高转速下减小轴承的摩擦。简化的冷却还可以减少轴承的发热。由于改善的润滑和改善的冷却，可以进一步改善轴承的性能。12.所述外圈优选是单件式的。作为另一种选择或另外地，所述内圈可以是两件式的。由于单件式外圈，可以增加轴承的刚度以及精度。所述外圈优选地设置有朝向所述圆锥滚子轴承的外侧延伸的凸缘，其中，所述凸缘在轴向方向上的厚度比该轴承圈窄。因此，圆锥滚子轴承可以设计得更紧凑。13.根据另一实施方式，所述至少一个内滚道和/或所述至少一个外滚道具有直轮廓。“直轮廓”特别是被理解为意指轮廓是平坦的并且没有隆起(/凸起/带冠)(crowned)形状。特别地，由此可以减小圆锥滚子的偏斜(skewing)，并且可以增加刚度。至少一个内滚道和/或至少一个外滚道的直轮廓优选地以0μm至3μm的公差实现。由于该公差，至少一个内滚道和/或至少一个外滚道的直轮廓可能变得略微隆起(slightlycrowned)。14.此外，所述圆锥滚子可以具有略微隆起的轮廓(/略微冠部的轮廓)(slightlycrownedprofile)。因此，可以减少边缘跑动(edgerunning)。“隆起形状”被理解为意指具有曲率、特别是凸曲率的轮廓。所述圆锥滚子轴承的所有圆锥滚子的在所述圆锥滚子的中心处测量的直径的变化优选小于1μm。由此可以进一步提高圆锥滚子轴承的精度。15.根据另一实施方式，圆锥滚子的端侧的边缘与所述内滚道和/或所述外滚道之间的边缘间隙小于20μm，优选地在1μm至10μm之间。这里适用的是：边缘间隙越大，刚度越低。术语“边缘间隙(edgeclearance)”特别是被理解为意指在没有载荷的情况下圆锥滚子的端侧至滚道的距离。16.所述内圈的直径d与成列圆锥滚子的几何中心点的间距a的比率d/a优选小于15，d/a《15，特别是所述比率落在8≤d/a≤12之间。特别是，成列圆锥滚子的中心点的间距a越大，系统的倾斜刚度变得越高。17.圆锥滚子轴承优选还包括保持架，保持架被构造为保持和引导滚动元件。保持架可以特别是由塑料材料制成。作为另一种选择，保持架还可以由金属制成。保持架尤其可以简化滚动元件的安装。18.此外，提出了一种具有上述圆锥滚子轴承的高精度机床工作台。19.在说明书、附图和权利要求书中指明了进一步的优点和有利的实施方式。这里特别地，在说明书和附图中指明的特征的组合仅仅是示例性的，使得特征也可以单独存在或以其他方式组合。20.在下文中，使用附图中描绘的示例性实施方式更详细地描述本发明。这里，示例性实施方式和示例性实施方式中示出的组合仅仅是示例性的，并不旨在限定本发明的范围。该范围仅由未决权利要求限定。附图说明21.图1示出了根据一个实施方式的圆锥滚子轴承的截面图，以及22.图2示出了图1的截面的示意图。23.在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记指定。具体实施方式24.图1示出了圆锥滚子轴承1，该圆锥滚子轴承1包括内圈2和外圈4，其中，内圈2包括通过附接部件6彼此连接的第一部分2-1和第二部分2-2。圆锥滚子轴承1具有小于1.5m的直径。25.在图1中示出的圆锥滚子轴承1中，外圈4是固定的，而内圈2被设计为绕着旋转轴线x旋转。作为另一种选择，外圈4也可以被构造为旋转的，并且内圈可以被构造为固定的。圆锥滚子轴承1特别可以是高精度圆锥滚子轴承。26.在内圈2与外圈4之间设置有成组圆锥滚子8，其中，该组圆锥滚子8在与内圈2相关联的内滚道10上和在与外圈4相关联的外滚道12上滚动。圆锥滚子轴承1优选是双列圆锥滚子轴承，即，提供两组圆锥滚子8-1、8-2，每组圆锥滚子在相关联的内滚道10-1、10-2和外滚道12-1、12-2上滚动。27.为了简化圆锥滚子8的安装，圆锥滚子轴承1可以包括保持架20，保持架20被设计为保持和引导圆锥滚子8。保持架20可以特别是由塑料材料制成。作为另一种选择，保持架20还可以由金属制成。28.为了增加圆锥滚子轴承1的倾斜刚度(tiltrigidity)，在圆锥滚子轴承1中，滚道(即，内滚道10-1、10-2和外滚道12-1、12-2)被构造为使得轴承旋转轴线x与相应圆锥滚子12的圆锥滚子旋转轴线14之间形成的角度大于45°。“圆锥滚子旋转轴线14”被理解为意指圆锥滚子8绕着其旋转的旋转轴线。轴承旋转轴线x与相应圆锥滚子8的圆锥滚子旋转轴线14之间形成的角度优选在45°至65°之间，最优选地在50°至55°之间。29.此外，引导凸缘16设置在固定的外圈4上。引导凸缘16与外圈4一体地形成，并且被构造为引导圆锥滚子8。外圈4的外滚道12-1、12-2优选地通过研磨形成，其中引导凸缘16同时形成在外圈4上。30.此外，外圈4设置有朝向圆锥滚子轴承1的外侧延伸的凸缘18。这里，凸缘在轴向方向上的厚度tf比外圈4的厚度ta窄。此外，内圈2的直径d与成列圆锥滚子8的几何中心点的间距a的比率d/a优选小于15，d/a《15，特别是落在8≤d/a≤12之间。31.图2示出了图1的截面的示意图，其中示出了内滚道10、外滚道12和圆锥滚子8的轮廓。在图1的圆锥滚子轴承1中，内滚道10-1、10-2和外滚道12-1、12-2具有直轮廓。“直轮廓”特别地被理解为意指轮廓是平坦的并且没有隆起形状。与此相比，圆锥滚子8具有略微隆起的轮廓，即，轮廓具有轻微的曲率，特别是凸曲率。这在图2中示意性地示出。虚线22示出了理论上的直轮廓路线，而连续线示出了圆锥滚子轮廓的略微隆起的路线。32.特别地，圆锥滚子8的端表面24与内滚道10和/或外滚道12之间的边缘间隙(edgeclearance)r可以小于20μm，优选在1μm至10μm之间。33.总之，提供了一种圆锥滚子轴承1，其中，轴承旋转轴线x与圆锥滚子旋转轴线14之间形成的角度大于45°。因此，可以增加圆锥滚子轴承的倾斜刚度，从而即使在高转速下也可以改善圆锥滚子轴承1的高精度。34.附图标记列表35.1圆锥滚子轴承36.2内圈37.4外圈38.6附接部件39.8圆锥滚子40.10内滚道41.12外滚道42.14圆锥滚子旋转轴线43.16引导凸缘44.18凸缘45.20保持架46.22线47.24圆锥滚子的边缘48.a圆锥滚子列的间距49.x轴承旋转轴线50.ta外圈的厚度51.tf凸缘的厚度52.d内圈的直径53.r边缘间隙当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种圆锥滚子轴承(1)，特别是高精度圆锥滚子轴承，特别是直径小于1.5m的圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承(1)具有：内圈(2)，所述内圈(2)包括至少一个内滚道(10)，外圈(4)，所述外圈(4)包括至少一个外滚道(12)，其中，所述内圈(2)和所述外圈(4)能够相对于彼此旋转，至少一组圆锥滚子(8)，所述至少一组圆锥滚子(8)布置在所述内圈(2)与所述外圈(4)之间并且在所述至少一个内滚道(10)和所述至少一个外滚道(12)上绕着圆锥滚子旋转轴线(14)滚动，其中，所述圆锥滚子轴承被设计为绕着轴承旋转轴线(x)旋转，其特征在于，所述轴承旋转轴线(x)与所述圆锥滚子旋转轴线(14)之间形成的角度大于45
°
。2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述角度在45
°
至65
°
之间，优选在50
°
至55
°
之间。3.根据权利要求1或2所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，用于引导所述圆锥滚子(8)的引导凸缘(16)布置在所述外圈(4)上，其中，所述引导凸缘(16)与所述外圈(4)一体地形成，特别地，所述引导凸缘(16)是被研磨的。4.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述外圈(4)是单件式的和/或所述内圈(2-1、2-2)是两件式的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述外圈(4)是固定的，所述内圈(2)是可旋转的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述外圈(4)设置有朝向所述圆锥滚子轴承(1)的外侧延伸的凸缘(18)，其中，所述凸缘(18)在轴向方向上的厚度(t
f
)比所述外圈(4)的厚度(t
a
)窄。7.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述至少一个内滚道(10-1、10-2)和/或所述至少一个外滚道(12-1、12-2)具有直轮廓。8.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述圆锥滚子(8)具有略微隆起的轮廓。9.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，圆锥滚子(8)的前侧的边缘(24)与所述内滚道(10)和/或所述外滚道(12)之间的边缘间隙(r)小于20μm，优选在1μm至10μm之间。10.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述圆锥滚子轴承(1)是双列圆锥滚子轴承。11.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述内圈的直径(d)与成列圆锥滚子(1)的中心点的间距(a)的比率d/a小于15，d/a<15，特别是所述比率落在8≤d/a≤12之间。12.根据前述权利要求中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)，其特征在于，所述圆锥滚子轴承的所有圆锥滚子(8)的在所述圆锥滚子(8)的中心处测量的直径的变化小于1μm。13.一种高精度机床工作台，具有根据权利要求1至12中的任一项所述的圆锥滚子轴承(1)。

技术总结
公开了一种圆锥滚子轴承(1)，特别是高精度圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承(1)的直径小于1.5m并且包括：内圈(2)，具有至少一个内滚道(10)；外圈(4)，具有至少一个外滚道(12)，其中，所述内圈(2)和所述外圈(4)能够相对于彼此旋转；至少一组圆锥滚子(8)，布置在所述内圈(2)与所述外圈(4)之间并且在所述至少一个内滚道(10)和所述至少一个外滚道(12)上绕着圆锥滚子旋转轴线(14)滚动，其中，所述圆锥滚子轴承被设计为绕着轴承旋转轴线(X)旋转，其中，所述轴承旋转轴线(X)与所述圆锥滚子旋转轴线(14)之间形成的角度大于45


技术研发人员：蒂洛
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2023/7/22