DE3811129A1 - Lager fuer eine spindel einer werkzeugmaschine - Google Patents
Lager fuer eine spindel einer werkzeugmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lager für eine Spindel für eine
Werkzeugmaschine mit einem raumfesten Lagerring, mit einer im
Lagerring um eine Längsachse drehbaren Welle und mit Wälzlagern
zum radialen und axialen Abstützen der Welle am Lagerring.
Ein Lager der vorstehend genannten Art ist bekannt.
Es ist bekannt, bei Spindeln von Schleifmaschinen eine Welle
mit z. B. 100 mm Durchmesser in einem Lagerring mittels Wälzla
gern, insbesondere Schräg-Kugellagern zu lagern. Es ist ferner
bekannt, zum Schmieren derartiger Lager für hohe Drehzahlen
eine Umlaufschmierung einzusetzen, bei der das Schmiermittel
über die Welle zugeführt wird und zwar über einen axialen
Kanal in der Welle, der über radiale Stichkanäle nach außen
in den Bereich der Lager führt.
Die bekannten Schmiersysteme für derartige Lager sind jedoch
in ihrem Einsatzbereich begrenzt, weil höhere Drehzahlen als
beispielsweise 800 oder 1000 Umdrehungen pro Minute zu thermi
schen Problemen im Öl führen. Bei einer Schmierung mit einem
Überdruck des Schmiermittels entsteht nämlich zusätzlich zur
Lagerreibungswärme noch eine Flüssigkeitsreibungswärme, die
beide über das Schmiermittel abgeführt werden müssen. Anderer
seits möchte man bei Anwendungen der hier interessierenden
Art erreichen, daß die Temperatur des Schmiermittels z. B.
30°C nicht überschreitet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei den
den genannten Wellendurchmessern durch eine effektive Schmie
rung mit niedrig temperiertem Öl hohe Drehzahlen der Spindel
ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Lagerring die Welle mit radialem Abstand umgibt und mit einer
inneren Ringnut versehen ist, in der erste Rollen eines Radial-
Rollenlagers laufen, daß zweite Rollen von Axial-Rollenlagern
an Radialflächen des Lagerrings anliegen, und daß der Lagerring
mit einer umlaufenden, äußeren Schmiernut versehen ist, von
der ein erster Kanal zum Radial-Rollenlager und zweite Kanäle
zu den Axial-Rollenlagern führen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst, weil durch das beschriebene Kanalsystem
eine sogenannte "Zentripetal-Schmierung" der Radiallager sowie
der Axiallager möglich ist. Dies ermöglicht, die Spindel bei
einem Wellendurchmesser von 100 mm oder mehr mit hohen Dreh
zahlen von z. B. 3000 Umdrehungen pro Minute umlaufen zu lassen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung führt der
erste Kanal zur inneren Ringnut.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Radial-Rollenlager
auf dem kürzesten Wege vom Schmiermittel errreicht wird.
Bei einer Weiterbildung dieser Variante ist der erste Kanal
als Düsenbohrung mit reduziertem Querschnitt von vorzugsweise
1 mm Querschnitt ausgebildet und mündet im radialen Abstand
von einer Mantelfläche der ersten Rollen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine effektive Öl-Spritz
schmierung möglich ist, weil das unter hohem Druck stehende
Schmieröl mit hoher Geschwindigkeit auf die Mantelfläche der
ersten Rollen auftrifft.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung münden die
zweiten Kanäle axial beidseits der ersten Rollen in einen
radialen Hohlraum zwischen Lagerring und Welle.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ebenfalls auf kürzestem
Wege das Schmieröl in den Bereich der Axiallager gebracht wird.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist bevorzugt, wenn die
zweiten Kanäle als Düsenbohrung mit reduziertem Querschnitt
von vorzugsweise 0,7 mm Durchmesser ausgebildet sind.
Auch in diesem Falle stellen sich die bereits weiter oben
geschilderten Vorteile der Spritzschmierung ein.
Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind mehrere,
vorzugsweise sechs erste Kanäle sowie mehrere, vorzugsweise
sechs Paare von zweiten Kanälen über den Umfang des Lagerringes
verteilt angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch bei hoher Drehzahl
der Welle der gesamte Umfang der Welle im Lagerbereich ge
schmiert wird, weil die Kreisbogenabschnitte zwischen den
Mündungen der Kanäle bzw. Paare mit 60° Bogenwinkel relativ
gering bemessen sind.
Weiterhin ist bevorzugt, wenn ein Schmiermittel der Schmiernut
mit vorgegebenem Druck und mit vorgegebener Temperatur zugeführt
wird, wobei der Druck vorzugsweise mittels einer Pumpe auf
einen Wert von 4 bis 10 bar, vorzugsweise 6 bar und die Tempe
ratur mittels eines Wärmetauschers auf einen Wert unterhalb
50°C, vorzugsweise unterhalb 30°C eingestellt wird.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß die erforderliche
Druckölmenge in den Bereich der Radial- und Axiallager gebracht
wird und daß infolge der verhältnismäßig niedrigen Schmiermit
teltemperatur keine thermischen Probleme auftreten.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt eine stark schematisierte
Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Lagers.
In der Figur ist 10 insgesamt ein Lager einer Spindel einer
Schleifmaschine. Eine Welle 10 ist in Richtung eines Pfeiles
12 um eine Längsachse 18 drehbar angeordnet und zwar vorzugs
weise mit einer Drehzahl von über 1000 Umdrehungen pro Minute.
Zum Lagern der Welle 11 dient ein raumfester Lagerring 13,
der eine linke Radialfläche 14 sowie eine rechte Radialfläche
15 aufweist. Am Innenumfang ist der Lagerring 13 mit einer
zylindrischen Axialfläche 16 versehen. In die Axialfläche 16
ist eine umlaufende Ringnut 17 von etwa rechteckiger Quer
schnittsform eingebracht.
Ein Radial-Rollenlager 19 wird durch eine Vielzahl von Rollen
20, beispielsweise 40 derartiger Rollen 20 dargestellt, die
in einem Rollenhalter 21 beidseits gehalten sind.
Der Lagerring 13 umgibt die Welle 11 mit radialem Abstand, so
daß zwischen Lagerring 13 und Welle 11 ein Hohlraum 22 entsteht,
der u. a. den Rollenhalter 21 aufnimmt.
Um die Welle 11 zusätzlich axial am Lagerring 13 zu halten,
sind ein linkes Axial-Rollenlager 28 sowie ein rechtes Axial-
Rollenlager 29 vorgesehen. Die Axiallager 28, 29 weisen linke
Axial-Rollen 30 bzw. rechte Axial-Rollen 31 mit einem linken
Rollenhalter 32 bzw. einem rechten Rollenhalter 33 auf. Die
Rollen 30 bzw. 31 laufen auf den Radialflächen 14 bzw. 15 des
Lagerringes 13.
Die Axial-Rollen 30 bzw. 31 mit ihren Rollenhaltern 32 bzw.
33 sind an der Welle 11 gehaltert, wie schematisch mit einer
Ringschulter 34 der Welle 11 sowie einer radialen Stützfläche
35 angedeutet.
Der Lagerring 13 ist an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden
Ring-Schmiernut 40 versehen. Die Schmiernut 40 ist über mehrere,
über den Umfang des Lagerringes 13 verteilte Radialkanäle 41
mit der Ringnut 17 verbunden. Vorzugsweise sind sechs derartiger
Radialkanäle 41 über den Umfang des Lagerringes 13 verteilt
angeordnet.
Wie man aus der oberen Hälfte der Figur erkennen kann, sind
die Radialkanäle 41 als Düsenbohrungen ausgebildet. In eine
Zuführleitung mit einem größeren Durchmesser D 1 ist nämlich
ein Einsatz mit einer kleineren Durchlaßbohrung d 1 eingesetzt,
wobei d 1 vorzugsweise 1 mm mißt.
Im Lagerring 13 sind ferner, vorzugsweise ebenfalls an sechs
Positionen über den Umfang verteilt, geneigte Kanäle 45, 46
vorgesehen, die von der Schmiernut 40 zum Hohlraum 22 und
zwar beidseits des Rollenhalters 21 führen. Auch die geneigten
Kanäle 45, 46 sind als Düsenbohrungen ausgebildet, wie in der
unteren Hälfte der Figur mit einem größeren Durchmesser D 2
und einem kleineren Durchmesser d 2 angedeutet. Der kleinere
Durchmesser d 2 beträgt vorzugsweise 0,7 mm.
Der Schmiernut 40 wird Schmieröl über eine Öl-Druckleitung 60
zugeführt. Die Druckleitung 60 ist über einen Wärmetauscher
61 an eine Öldruckpumpe 62 angeschlossen. Auf diese Weise
kann das Öl mit einem vorgegebenen Druck p und einer vorge
gebenen Temperatur T der Schmiernut 40 zugeführt werden.
Der Druck p kann einen Wert zwischen 4 und 10 bar, vorzugsweise
von 6 bar aufweisen. Die Temperatur T des Öls wird hingegen
vorzugsweise auf einen Wert unterhalb 50°C, insbesondere
unterhalb 30°C eingestellt.
Claims (9)
1. Lager für eine Spindel einer Werkzeugmaschine mit einem
raumfesten Lagerring (13), mit einer im Lagerring (13)
um eine Längsachse (18) drehbaren Welle (11) und mit
Wälzlagern (19 bis 22, 28 bis 35) zum radialen und
axialen Abstützen der Welle (11) am Lagerring (13),
dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (13) die
Welle (11) mit radialem Abstand umgibt und mit einer
inneren Ringnut (17) versehen ist, der erste Rollen
(20) eines Radial-Rollenlagers (19) laufen, daß zweite
Rollen (30, 31) von Axial-Rollenlagern (28, 29) an
Radialflächen (14, 15) des Lagerringes (13) anliegen
und daß der Lagerring (13) mit einer umlaufenden äußeren
Schmiernut (40) versehen ist, von der ein erster Kanal
(41) zum Radial-Rollenlager (19) und zweite Kanäle
(45, 46) zu den Axial-Rollen (28, 29) führen.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Kanal (41) zur inneren Ringnut (17) führt.
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Kanal (41) als Düsenbohrung mit reduziertem
Querschnitt (D 1/d 1) von vorzugsweise 1 mm Querschnitt
ausgebildet ist und im radialen Abstand von einer
Mantelfläche (42) der ersten Rollen (20) mündet.
4. Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kanäle (45,
46) axial beidseits der ersten Rollen (20) in einen
radialen Hohlraum (22) zwischen Lagerring (13) und
Welle (13) münden.
5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweiten Kanäle (45, 46) als Düsenbohrung mit reduziertem
Querschnitt (D 2/d 2) von vorzugsweise 0,7 mm Durchmesser
ausgebildet sind.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere, vorzugsweise sechs erste Kanäle
(41) sowie mehrere, vorzugsweise sechs Paare von zweiten
Kanälen (45, 46) über den Umfang des Lagerringes (13)
verteilt angeordnet sind.
7. Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittel der
Schmiernut (40) mit vorgegebenem Druck (p) und vor
gebener Temperatur (T) zugeführt wird.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck (p) mittels einer Pumpe (62) auf einen Wert von
4 bis 10 bar, vorzugsweise 6 bar, eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 7 oder
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur (T) mittels
eines Wärmetauschers (61) auf einen Wert unterhalb
50°C, vorzugsweise unterhalb 30°C eingestellt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883811129 DE3811129A1 (de) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Lager fuer eine spindel einer werkzeugmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883811129 DE3811129A1 (de) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Lager fuer eine spindel einer werkzeugmaschine |
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DE3811129A1 true DE3811129A1 (de) | 1989-10-19 |
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Family
ID=6351246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883811129 Granted DE3811129A1 (de) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Lager fuer eine spindel einer werkzeugmaschine |
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Country | Link |
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D2 | Grant after examination | ||
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