DE2630740B2 - Schleifspindeleinheit - Google Patents
SchleifspindeleinheitInfo
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
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- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
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- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
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Description
45
Die Erfindung betrifft eine Schleifspindeleinheit für sehr hohe Spindeldrehzahlen an Schleifmaschinen mit
spielfrei angeordneten Wälzlagern, insbesondere Schräglagern, an den Spindelenden, die axial und radial
in einem Spindelgehäuse abgestützt sind, wobei die Radialabstützung der Wälzlagerung an einem Spindelende
durch mindestens drei am Lagerumfang verteilte hydrostatische Lagertaschen gebildet wird.
Bei bekannten Spindeleinheiten für Schleifmaschinen (DE-PS 9 29 698 und der DE-PS 6 72 359) ist es von
Nachteil, daß mit Wälzlagern nur bestimmte Grenzdrehzahlen erreicht werden können. Da bei Schleifmaschinen
eine hohe Steifigkeit der Spindeleinheiten gefordert wird, werden die Wälzlager teilweise unter
Vorspannung eingebaut Infolge fehlender Einstellmöglichkeit entstehen im Wälzlager Zwangskräfte, die das
Lager stark erwärmen und seine höchste Drehzahl begrenzen, da Fluchtungsungenauigkeiten und elastische
Deformationen, die bei der Bearbeitung eines *>5
Werkstücks auftreten, nicht ausgeglichen werden. Von weiterem Nachteil ist die Schwiengungsempfindlichkeit
der Spindeleinheit. Schließlich ist es sehr schwer, bei Schleifmaschinen die erforderlichen Steifigkeitswerte,
das Schwingungsverhalten und die Dämpfungseigenschaften der Spindeleinheit so aufeinander abzustim
men, daß ein optimales Laufverhalten erzielt wird.
Aus der DE-AS 19 65 302 ist weiterhin eine Einrichtung der eingangs aufgeführten Gattung zum
Abstützen eines Wälzlagers in einem Gehäuse bekannt, bei der zum Ausgleich der temperaturbedingten
Änderung des Spiels mindestens drei radial gerichtete Drosselstellen für die Einführung des unter Überdruck
stehenden Druckmittels zwischen Druckring und Gehäuse vorgesehen sind. Eine derartige Spindeleinheit
ist ebenfalls in ihrer Drehzahl begrenzt, da keine Einstellmöglichkeit besteht und eine Anpassung der
Steifigkeit, des Schwingungsverhaltens und der Dämpfungseigenschaften auf ein optimales Laufverhalten
nicht möglich ist
Es sind weiterhin hydrostatische Spindeleinheiten für Schleifmaschinen bekannt geworden (Wälzlagertechnik
- Berichte der Firma FAG KUGELFISCHER GEORG SCHÄFER & CO - 1970-3, S. 69, oder HAURI, »Hydrostatische Lagerungen an Werkzeugmaschinen«,
CH-Zeitschrift »Technische Rundschau«, Nr. 46 vom 10. Nov. 1972, Seiten 5 und 7), die einige der
vorgenannten Nachteile vermeiden. Derartig gelagerte Spindeleinheiten zeichnen sich zwar durch hohe
Steifigkeit und gute Dämpfung aus, nachteilig dabei ist aber der bei hohen Drehzahlen auftretende hohe
Reibur.gsverlust der hydrostatischen Lager im Vergleich zu Wälzlagern. Die hydrostatischen Lager
besitzen nämlich nur bei niedrigen Geschwindigkeiten geringe Reibung. Mit steigender Drehzahl steigt die zu
überwindende Reibung etwa quadratisch an und erfordert bei Drehzahlen, mit denen Schleifmaschinen
betrieben werden, einen sehr hohen Energiebedarf der Antriebsmaschinen und eine aufwendige ölrückkühlung.
Auch müssen umfangreiche Vorrichtungen eingebaut werden, damit bei einem etwaigen Ausfall der
Druckmittelpumpen ein Fressen der hochttourigen Lager vermieden wird (siehe z. B. DE-Gbm 73 04 945).
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Spindeleinheit für Schleifmaschinen aufzuzeigen, die insbesondere
eine wesentlich höhere Grenzdrehzahl erlaubt, betriebssicher ist und auch bei unterschiedlichen Maschinentypen
ein optimales Laufverhalten zeigt.
Die Lösung dieser Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu ersehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den nachfolgenden Ansprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.
Die allseitig schwimmende Abstützung der Wälzlager ermöglicht eine wesentlich höhere Grenzzahl. Dabei
wird sehr viel Antriebsenergie eingespart, da Wälzlager bei den hohen Drehzahlen eine wesentlich niedrigere
Reibung haben, als schnelldrehende Gleitlager. Aber auch bei plötzlichem Ausfall der Druckölversorgung
würden die Lagerungen nicht festfressen, wie herkömmliche hydrostatische Spindellagerungen, sondern könnten,
wenn auch nicht mehr unter optimalen Bedingungen, weiterlaufen.
Über die Drosseln können die die Wälzlager umschließenden hydrostatischen Lager mit variablem
Druck beaufschlagt werden. Auf diese Weise läßt sich auch die radiale und axiale Vorspannung der Wälzlager
steuern, wodurch es möglich ist, das Laufverhalten der Spindeleinheit unterschiedlichen Schnittbedingungen
und Drehzahlen optimal anzupassen. Die Spindeleinheit kann nun auch in unterschiedliche Maschinentypen
eingebaut werden, da sie nicht mehr auf das spezielle
Schwingungsverhalten einer Maschinentype abgestimmt sein muß. Dieser Vorteil reduziert die Typenvielfalt
und erleichtert die Lagerhaltung. Ein Ringkolbenraum ermöglicht die Aufrechterhaltung gleicher Vorspannung
trotz unterschiedlicher Wärmeausdehnung. Durch Verändern der Zähigkeit läßt sich die Dämpfung
der Spindeleinheit beeinflussen. Über Druck und Menge der in die Wälzlager eingespritzten Schmier- und
Kühlmittel wird das Laufverhalten der Lagerung weiterhin optimiert.
Indem die hydrostatischen Radiallager sich in einer Ebene mit den Schnittpunkten der Druckwinkellinie der
Schräglager auf der Lagerachse befinden, werden in diese keine zusätzlichen Momente eingeleitet.
Die Erfindung soll an nachfolgender Figur näher erläutert werden, in der eine erfindungsgemäße
Schleifspindeleinheit im Schnitt dargestellt ist.
Die Spindel 1 ist in zwei Schrägkugellagern 2 und 3 über je eine Zwischenbüchse 4 bzw. 5 im Gehäuse 6
gelagert. Im Gehäuse 6 sind Räume vorgesehen, die zusammen mit den Zwischenbüchsen 4 und 5 hydrostatische
Lager 7,9,10 und 12, den Ringkolbenraum 10 und
Druckräume 8 und 11 für die Schmiermittelzufuhrkanäle
bilden. Die Druckmittelzufuhr erfolgt über verstellbare Drosseln 7', 8', 9', 10', 11' und 12', die von außen und
voneinander unabhängig einstellbar sind. Je nach Höhe des eingestellten Taschendrucks und der Viskosität des
Drucköls ergibt sich eine ganz bestimmte Steifigkeit und Dämpfung der Lagerung. Die axiale Vorspannkraft, die
von dem Druck in dem Ringkolbenraum 10 bzw. in dem hydrostatischen Axiallager 9 ausgeübt wird und die die
Steifigkeit der Wälzlager bestimmt, kann über die Verstrelldrosseln 9' und 10' reguliert und den entsprechenden
Verhältnissen angepaßt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schleifspindeleinheit für sehr hohe Spindeldrehzahlen an Schleifmaschinen mit spielfrei angeordneten
Wälzlagern, insbesondere Schräglagern, an den Spindelenden die axial und radial in einem
Spindelgehäuse abgestützt sind, wobei die Radialabstützung der Wälzlagerung an einem Spindelende
durch mindestens drei am Lagerumfang verteilte hydrostatische Lagertaschen gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die axiale Abstützung der beiden Wälzlager (2; 3) am Spindelgehäuse (6) aus je mindestens einem
hydrostatischen Lager (9 bzw. 10) besteht und daß auch die Radialabstützung der Wälzlagerung (2 oder ι s
3) am anderen Spindelende durch mindestens drei am Lagerumfang verteilte hydrostatische Lagertaschen
(7 oder 12) gebildet wird.
2. Schleifspindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Lager (7; 9;
10; 12) zwischen dem Spindelgehäuse (6) und je einer die Wälzlageraußenringe umgebenden Zwischenbüchse
(4; 5) angeordnet sind.
3. Schleifspindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Wälzlager (2;
3) diese über Druckmittelkanäle mit im Bereich der hydrostatischen Lager vorgesehenen Druckräumen
(8; 11) verbunden sind, wobei der Druck in den Druckräumen (8; 11) durch vorgeschaltete Drosseln
(8'; 11') regelbar ist
4. Schleif Spindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagermitte der
hydrostatischen Lager (7; 12) zur Radialabstützung in einer Radialebene mit den Schnittpunkten der
Druckwinkellinie der Schräglager (2; 3) auf der Lagerachse befindet.
5. Schleifspindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die
Druckmittelzufuhr der hydrostatischen Lager (7; 9; 10; 12) von außen und voneinander unabhängig ίο
erfolgt und über verstellbare Drosseln (7; 9; 10; 12) steuerbar ist.
Priority Applications (1)
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DE2630740A DE2630740B2 (de) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | Schleifspindeleinheit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2630740A DE2630740B2 (de) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | Schleifspindeleinheit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2630740A1 DE2630740A1 (de) | 1977-10-20 |
DE2630740B2 true DE2630740B2 (de) | 1978-08-31 |
Family
ID=5982515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2630740A Ceased DE2630740B2 (de) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | Schleifspindeleinheit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2630740B2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4232563A1 (de) * | 1992-09-29 | 1994-03-31 | Schaeffler Waelzlager Kg | Wälzlager zur Lagerung einer Werkzeugmaschinenspindel |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19931936C2 (de) | 1999-07-08 | 2001-11-29 | Ds Technologie Werkzeugmaschb | Lageranordnung für Werkzeugmaschinenspindeln |
JP5644082B2 (ja) * | 2009-10-06 | 2014-12-24 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の主軸装置 |
EP2886318A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | Aktiebolaget SKF | Selbstschmierende robuste Lagerkonstruktion einer Zentriervorrichtung und Verwendungsverfahren |
WO2015091886A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Aktiebolaget Skf | Self lubricating robust centralizer bearing design and method of use |
-
1976
- 1976-04-08 DE DE2630740A patent/DE2630740B2/de not_active Ceased
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---|---|---|---|---|
DE4232563A1 (de) * | 1992-09-29 | 1994-03-31 | Schaeffler Waelzlager Kg | Wälzlager zur Lagerung einer Werkzeugmaschinenspindel |
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DE2630740A1 (de) | 1977-10-20 |
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