(57)【要約】  例えばロータ、スピンドル又は他の機械装置を支承するために軸受ユニット（２）が設けられている。軸受ユニット（２）は、回動軸線を中心に回転可能な内側の軌道輪（８）と外側の軌道輪（１０）とを備えた転がり軸受（４）を有しており、内側の軌道輪（８）と外側の軌道輪（１０）との間に複数の転動体（１２）が配置されている。一方の軌道輪（８，１０）の端面（１４）、特に外側の軌道輪（１０）と、相対して配置されているばね収容リング（６）との間に圧縮ばねエレメント（１６）が設けられており、軌道輪（８，１０）とばね収容リング（６）とは、圧縮ばねエレメント（１６）のばね力に抗して軸線方向に互いに移動可能である。ばね収容リング（６）を軌道輪（１０）に固定している固定エレメント（１８）が設けられていることにより、圧縮ばねエレメント（１６）の確実な位置固定が行われ、圧縮ばねエレメント（１６）が落下することはない。
2012508853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にロータ、スピンドル又は他の機械装置を支承するための軸受ユニット（２）であって、回動軸線（Ｄ）を中心に回転可能な内側の軌道輪（８）と外側の軌道輪（１０）とを備えた転がり軸受（４）を有しており、前記内側の軌道輪（８）と前記外側の軌道輪（１０）との間に複数の転動体（１２）が配置されており、一方の軌道輪（８，１０）の端面（１４）と、該端面に相対して配置されているばね収容リング（６）との間に圧縮ばねエレメント（１６）が設けられており、前記軌道輪（８，１０）と前記ばね収容リング（６）とは、前記圧縮ばねエレメント（１６）のばね力に抗して軸線方向に相互に移動可能である、特にロータ、スピンドル又は他の機械装置を支承するための軸受ユニットにおいて、
前記ばね収容リング（６）を前記軌道輪（１０）に固定している固定エレメント（１８）が設けられていることを特徴とする、特にロータ、スピンドル又は他の機械装置を支承するための軸受ユニット。
【請求項２】
前記圧縮ばねエレメント（１６）の予荷重を調節するために、前記軌道輪（８，１０）と前記ばね収容リング（６）の間の間隔（Ｘ）が調節可能であることを特徴とする、請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項３】
前記軌道輪（８，１０）と前記ばね収容リング（６）との間の間隔（Ｘ）は、前記固定エレメント（１８）によって調節可能であることを特徴とする、請求項２記載の軸受ユニット。
【請求項４】
前記固定エレメント（１８）としてねじが使用されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項５】
前記ばね収容リング（６）は前記固定エレメント（１８）のための孔（２０）を有していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項６】
前記孔（２０）はねじ頭収容部（２２）を有しており、該ねじ頭収容部（２２）の底部（２４）はねじ頭（２６）に対する受けを形成することを特徴とする、請求項４又は５記載の軸受ユニット。
【請求項７】
前記ねじ頭収容部（２２）の深さ（Ｔ）は、前記ねじ頭（２６）の高さ（Ｈ）よりも大きいことを特徴とする、請求項６記載の軸受ユニット。
【請求項８】
前記軌道輪（８，１０）の端面（１４）は、前記固定エレメント（１８）のための収容部（２８）を有していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項９】
前記固定エレメント（１８）は前記軌道輪（８，１０）において緩みに抗して固定されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の軸受ユニット。
【請求項１０】
前記外側の軌道輪（１０）の少なくとも外側の周面に、摩擦を減じるコーティングが施されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載の軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にロータ（インペラ）、スピンドル又は他の機械装置を支承するための軸受ユニットであって、回動軸線を中心に回転可能な内側の軌道輪（内レース）と外側の軌道輪（外レース）とを備えた転がり軸受を有しており、内側の軌道輪と外側の軌道輪との間に複数の転動体が配置されており、一方の軌道輪の端面及び相対して配置されているばね収容リングの端面の間に圧縮ばねエレメントが設けられていて、軌道輪とばね収容リングとは圧縮ばねエレメントのばね力に抗して軸線方向に互いに移動可能である、軸受ユニットに関する。
【０００２】
本発明の背景
軸受の技術において、軸線方向に正確に案内したい軸、例えばロータ又はスピンドルのための転がり軸受を備えた、ばねにより予荷重がかけられている自由側軸受ユニットが公知になっている。この自由側軸受ユニットには、例えば外側の軌道輪の一端面において転がり軸受に予荷重をかけるための複数のばねが配置されている。さらにこれらのばねにより、転動体は確実に接触角内に保持される。さらにばねは、構成部材における製造欠陥又は温度影響により軸に生じる長さ膨張を補償する。
【０００３】
上記軸受ユニットは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０４８７２０号明細書において公知になっている。この明細書に記載の玉軸受は外側の軌道輪を有している。この外側の軌道輪には複数の圧縮コイルばねの戻しばね力が作用している。圧縮コイルばねは、外側の軌道輪と軸線方向に相対して配置されているばね押圧リングとの間に配置されている。ばね押圧リングは、外側の軌道輪寄りのばね押圧リングの端面に、互いに均等に離間された複数の軸線方向の止まり孔を有している。これらの止まり孔に夫々、圧縮コイルばねの一方の端部が収容されている。これに対して補足的に、軌道輪は、ばね押圧リング寄りの軌道輪の端面に、ばね押圧リングと同じ数の軸線方向の止まり孔を有している。止まり孔内に夫々、圧縮コイルばねの他方の端部が収容されている。
【０００４】
上述の自由側軸受ユニットは一般的には、以下、ばね収容リングと称呼するばね押圧リングを備えずに製造・販売される。一般的に、使用者自らがばねの支持のための対応部材を製造する。本構成においては、上述の軸受ユニットにおいて、軸受の組付け時に支持されていないばねが落下する場合があるという問題が生じ得る。
【０００５】
本発明の目的
本発明の目的は、ばねにより予荷重がかけられている軸受ユニットのばねを確実に位置決めすることである。
【０００６】
目的の達成手段
上記目的は、本発明によれば、特にロータ、スピンドル又は他の機械装置を支承するための軸受ユニットであって、回動軸線を中心に回転可能な内側の軌道輪と外側の軌道輪とを備えた転がり軸受を有し、内側の軌道輪と外側の軌道輪との間に複数の転動体が配置されており、一方の軌道輪の端面及びこの軌道輪に相対して配置されているばね収容リングの端面の間に圧縮ばねエレメントが設けられていて、軌道輪とばね収容リングとは圧縮ばねエレメントのばね力に抗して軸線方向に相互に移動可能であり、軌道輪にばね収容リングを固定している固定エレメントが設けられていることによって達成される。
【０００７】
本発明は、ばね収容リングが軌道輪に固定されていることにより、圧縮ばねエレメントの確実な位置決めが行われ、圧縮ばねエレメントはばね収容リングを介して保持され、圧縮ばねエレメントが落下することはないという考えに基づく。したがって、転がり軸受、圧縮ばねエレメント及びばね収容リングを有する軸受ユニットは、予め製造された組付けユニットである。この組付けユニットは上記形式において販売されて使用される。軸受ユニットの組み付けられた状態において、ばね収容リングの位置は不動であり、ばね収容リング及び工作機械のハウジングに対し、転がり軸受を圧縮ばねエレメントの戻し力に抗して移動させることができる。固定エレメントは、ばね収容リングに対する軌道輪の相対的な運動を圧縮ばねエレメントのばね力に抗して可能にするように構成されている。つまり軌道輪とばね収容リングとの間に堅固な接合は存在しない。予め組み付けられているばねにより予荷重をかけられている軸受ユニットの予荷重は、個別に、例えば圧縮ばねエレメントの数及び配向を介して調節することができる。
【０００８】
有利な構成によれば、圧縮ばねエレメントの予荷重を調節するために、軌道輪とばね収容リングとの間の間隔が調節可能であるようになっている。したがって、圧縮ばねエレメントの数及び配向の他に、特に簡単に、軌道輪とばね収容リングとの間の間隔を介して予荷重に影響を与えることができる。
【０００９】
有利には軌道輪とばね収容リングとの間の間隔は、固定エレメントによって調節可能である。固定エレメントにより、軸受ユニットの予荷重の極めて正確な調節が行われる。固定エレメントにより、軌道輪とばね収容リングとの間の最大の間隔が設定され、この間隔は、転がり軸受の使用時に、圧縮ばねエレメントのばね力に抗して減じることができる。
【００１０】
上記目的達成のために、固定エレメントとしてねじが使用されている。ねじは軌道輪におけるばね収容リングの確実な固定、及び軌道輪とばね収容リングとの間の間隔の正確な調節を可能にし、さらに取扱いも簡単である。
【００１１】
別の有利な構成によれば、ばね収容リングは固定エレメントのために孔を有している。これは、固定エレメントがばね収容リングの外部から軌道輪に係合するのではなく、ばね収容リングを通って案内されているので、特に省スペース型の解決手段である。
【００１２】
さらに別の有利な構成によれば、ばね収容リングに設けられている孔はねじ頭収容部を有している。このねじ頭収容部の底部はねじ頭のための受けを形成する。ねじ頭収容部は、特にねじのための円筒状の孔の拡幅部である。したがって、ねじ頭収容部の底部に対してのねじ頭の衝突により、軌道輪とばね収容リングとの間の最大の間隔が規定される。さらにばね収容リングの圧縮ばねエレメントの戻し力に抗した移動が可能である。
【００１３】
有利にはねじ頭収容部の深さは、ねじ頭の高さよりも大きい。有利にはこの差が、予荷重の調節のために設定される最大限の調整距離に相当する。深さは、例えばねじ頭の高さの２倍である。理想的には、ねじ頭とばね収容リングの外側の表面との間の間隔は、軌道輪とばね収容リングとの間の間隔に相当する。本構成においては、ばね収容リングが圧縮ばねエレメントの戻し力に抗して完全に軌道輪に押し付けられ、軌道輪に衝突していても、ねじ頭は常にねじ頭収容部内に留まる。これにより、ばね収容リングの軌道輪へ向かっての移動時に、ねじ頭はばね収容リングの平面から突出しないことが保証される。
【００１４】
有利には軌道輪の端面は、固定エレメントのための収容部を有する。これらの収容部は、ばね収容リングにおける孔に対して、数及び配置に関して対応している。収容部には、特に雌ねじ山が備え付けられているので、ねじのねじ山付き軸を収容部内に螺入することができる。
【００１５】
さらに別の有利な構成によれば、圧縮ばねエレメントは圧縮コイルばねである。圧縮コイルばねは、特に簡単かつ効果的な形式の圧縮ばねエレメントであり、種々異なる大きさに簡単に製造することができる。
【００１６】
軌道輪とばね収容リングとの特に確実な接合に関して、好ましくは複数、有利には４つの固定エレメントが設けられている。これらの固定エレメントは、互いに均等に分配されていて、例えば互いに９０°の角度を成して配置されている。したがって４つの支持点が存在する。これらの支持点は互いに同じ間隔を有しているので、軌道輪とばね収容リングとの接合時における力の特に均等な分布がもたらされる。
【００１７】
ばね収容リングと軌道輪との間の接合の確実性を高めるために、有利には固定エレメントは軌道輪において緩みに抗して固定されている。固定エレメントの緩みに抗した固定は、例えば固定エレメントの端部が軌道輪における収容部内において接着されていることにより行われる。ねじが固定エレメントとして使用される場合には、これによりねじが緩むことは防がれる。
【００１８】
さらに別の有利な構成によれば、軌道輪の外側の周面に、有利には摩擦を減じるコーティングが施されている。軌道輪は、ハウジング内における転がり軸受の移動機能を保証するか若しくは改良するために、例えば薄膜クロムめっき加工、リン酸亜鉛コーティング又はＰＴＦＥコーティングが施されていてよい。本構成においては、ハウジングにおける転がり軸受の、可能な限り長期に亘る円滑な軸線方向摺動がもたらされている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自由側軸受ユニットの斜視図である。
【図２】図１の面Ａ−Ａに沿った軸線方向における半断面図である。
【図３】図１の面Ｂ−Ｂに沿った軸線方向における半断面図である。
【００２０】
本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
同一の符号は異なる図面において同一の意味を有する。
【００２２】
図面の詳細な説明
図１〜３にばねにより予荷重をかけられている軸受ユニット２を示す。この軸受ユニット２は実質的に転がり軸受４とばね収容部６とを有している。転がり軸受４は、工作機械のスピンドル（図示せず）を支承するために使用される。スピンドルは液圧式の駆動ユニット又は電動モータにより駆動される、例えばフライス機械のためのスピンドルである。
【００２３】
転がり軸受４は回動軸線Ｄを中心に回転可能な内側の軌道輪８と外側の軌道輪１０とを有している。内側の軌道輪８と外側の軌道輪１０との間には複数の転動体１２が配置されており、これらの転動体１２はケージ１３によって保持されている。転動体１２は図示の実施の形態においてはボール状に形成されており、転がり軸受４がアンギュラ玉軸受であるように位置決めされている。使用状態に応じて転がり軸受４は間隙シールと、プラスチックシール（図示せず）とを備えて構成されていてよい。
【００２４】
外側の軌道輪１０の端面１４とばね収容リング６との間には、圧縮コイルばねの形式の、外側の軌道輪とばね収容リング６との間に予荷重を形成する圧縮ばねエレメント１６が配置されている。ばね収容リング６と外側の軌道輪１０とは、圧縮ばねエレメント１６の戻し力に抗して軸線方向に互いに相対的に運動することができる。工作機械に軸受ユニット２が組み込まれた状態においてばね収容リング６の位置は、例えば止め輪（図示せず）により工作機械のハウジングに対して位置固定される。したがって軸受ユニット２の使用時に転がり軸受４は、単に圧縮ばねエレメント１６の戻し力に抗するだけで、ばね収容リング６に向かって移動することができる。本実施の形態において、転がり軸受４はハウジングに対して滑動する。工作機械のハウジングに対する外側の軌道輪１０の滑動が容易になるように、外側の軌道輪１０の周面に、例えばリン酸亜鉛から成る摩擦を減らすコーティング（図示せず）が施されている。
【００２５】
軌道輪４にばね収容リング６を確実に取り付けることを保証するために、ばね収容リング６を外側の軌道輪１０に接合する取付けエレメント１８が設けられている。本実施の形態において取付けエレメント１８はねじである。これらのねじはばね収容リング６と外側の軌道輪１０とをまとめて保持しているので、圧縮ばねエレメント１６は、軸線方向及び半径方向に移動しないようになっているか若しくは滑落しないようになっている。ばねのストローク、ひいては軸受ユニット２の予荷重は、ばね収容リング６と外側の軌道輪１０との間の間隙Ｘにより規定されている。
【００２６】
ねじ１８を貫通案内するために、ばね収容リング６には孔２０が設けられている。孔２０は、特に図２から看取可能であるように、ねじ頭収容部２２を有している。このねじ頭収容部２２の底部２４は、ねじ１８のねじ頭２６に対して受けを形成する。ねじ頭収容部２２の深さＴは、ねじ頭２６の高さＨよりも約２倍大きい。特に、ねじ頭２６と、ばね収容リング６の、転がり軸受４とは反対側の面との間隔は、ばね収容リングと外側の軌道輪１０との間の間隔Ｘ（Ｔ−Ｈ＝Ｘ）に相当する。したがって、ねじ頭２６は、ばね収容リングが外側の軌道輪１０に対して密に押圧されている場合であっても、依然としてねじ頭収容部２２からは突出しない。外側の軌道輪１０の端面１４は、ねじ１８のねじ山付き端部のための収容部２８を孔２０に対応して有している。ねじ１８が緩みに抗して固定されているように、さらにねじ１８のねじ山付き端部は収容部２８において接着されている。
【００２７】
図１から看取可能であるように、４つのねじ１８が設けられている。これらのねじ１８は、回動軸線Ｄを中心にして同じ腕の長さの十字の形式に基づいて配置されており、夫々９０°の角度を互いに成している。
【００２８】
圧縮ばねエレメント１６の予荷重の調節は、外側の軌道輪１０とばね収容リング６との間の間隔Ｘを介して行われる。間隔Ｘが小さければそれだけ一層、軸受ユニット２の予荷重は大きいということになる。ばね収容リング６と外側の軌道輪１０との間の間隔Ｘは、ねじ１８によって決められる。
【００２９】
さらにばね収容リング６の、転がり軸受４寄りの面には複数の収容ポケット３０が形成されている。これらの収容ポケット３０内に圧縮コイルばね１６が個別に挿入されている。図３に示す実施の形態においては、収容ポケット３０の底部には、減じられた直径を備えた貫通開口を有している。ばね収容リング６の側において、圧縮コイルばね１６は収容ポケット３０内に導入されており、外側の軌道輪１０の側において、圧縮ばねエレメント１６は外側の軌道輪１０の端面１４に支持される。択一的には、外側の軌道輪１０にも圧縮コイルばね１６のための収容ポケットを設けることも可能である。
【００３０】
さらに、工作機械のハウジング内における転がり軸受４の支持機能が改良されているように、組付け環境に基づき、外側の軌道輪１０を拡幅して構成することができる。転がり軸受４の比較的広幅な実施の形態により、外側の軌道輪１０の傾きも防がれる。
【符号の説明】
【００３１】
２  軸受ユニット、  ４  転がり軸受、  ６  ばね収容リング、  ８  内側の軌道輪、  １０  外側の軌道輪、  １２  転がり軸受、  １３  ケージ、  １４  端面、  １６  圧縮ばねエレメント、  ２０  孔、  ２２  ねじ頭収容部、  ２４  ねじ頭収容部の底部、  ２６  ねじ頭、  ２８  収容部、  ３０  収容ポケット、  Ａ−Ａ  切断面、  Ｂ−Ｂ  切断面、  Ｄ  回動軸線、  Ｈ  ねじ頭の高さ、  Ｔ  ねじ頭収容部の深さ、  Ｘ  間隔
【図１】
2012508853.tif 000003
【図２】
2012508853.tif 000004
【図３】
2012508853.tif 000005
【国際調査報告】
2012508853.tif 000006
2012508853.tif 000007
2012508853.tif 000008
2012508853.tif 000009