DE2110663C3

DE2110663C3 - Lageranordnung für Präzisionsspindeln

Info

Publication number: DE2110663C3
Application number: DE2110663A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Precise Fabrik fur Elektrowerkzeuge 5672 Leichlingen De GmbH
Current assignee: Precise Fabrik fur Elektrowerkzeuge 5672 Leichlingen De GmbH
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1982-05-27
Also published as: US3781072A; DE2110663A1; DE2110663B2; CH557721A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine solche Lageranordnung ist durch das ältere Deutsche Patent 19 65 302 geschützt. Die Außenseite der Führungsbüchse und die Innenwand des Gehäuses, die zwischen sich einen abstützenden Flüssigkeitsfilm aufnehmen, sind bei der den Gegenstand des älteren Rechts bildenden Ausführungsform glatt, d. h. zylindrisch ausgebildet. Die Praxis zeigt, daß es schwierig ist, bei einer ganz geschlossenen Oberfläche der gegeneinander abgestützten Teile einen geeigneten Flüssigkeitsfilm geschlossen aufrechtzuerhalten. Reißt der Flüssigkeitsfilm ab, setzt sich die Führungsbüchse sofort fest und kann ihren Zweck des Ausgleichs einer Längenänderung des Wellenabschnitts zwischen den Lagern nicht mehr erfüllen. Wird indessen das Spiel zwischen Führungsbüchse und Innenwand des Gehäuses wesentlich größer gemacht, um das Eindringen der Flüssigkeit zu erleichtern, wird die Lagerung leicht unpräzise.

Außerdem muß die Schmierung der Lager der vorgeschlagenen Ausführungsform separat von der Zufuhr der für den Aufbau des Flüssigkeitsfilms dienenden Flüssigkeit erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß die Flüssigkeit für den Aufbau des Flüssigkeitsfilms aus dem für die Lager vorgesehenen Schmiermittel gebildet sein kann und dennoch sichergestellt ist. daß stets ein ausreichender Tragfilm für die Führungsbüchse aufgebaut werden

ίο kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch das System der Kanäle ist erreicht, daß keine Stelle der Oberfläche der Führungsbüchse allzu weit von der Zufuhr von Flüssigkeit entfernt ist. Die Praxis hat gezeigt, daß hierdurch ein relativ enges Spiel zwischen Führungsbüchse und Gehäuse eingehalten werden kann und dennoch der die Tragschicht bildende Flüssigkeitsfilm nicht abreißt. Messungen haben bei Querkräften in der Größenordnung von 1000N noch nicht einmal Verlagerungen von der Größenordnung 1 My ergeben. Es wird somit eine stets leichtgängige und dennoch absolut präzise Lagerung der Führungsbüchse auf dem Flüssigkeitsfilm erzielt.

2ϊ Eine auf einem Flüssigkeitsfilm gelagerte Führungsbüciise mit einem System von Kanälen auf ihrer Außenseite ist für eine Schiffswelle aus dem DE-GM 14 15 472 bekannt.

Dürer! die in das Innere der Führungsbüchse führen-

JO den Durchbrüche ist die Möglichkeit eröffnet, die für den Aufbau des Tragfilms dienende Flüssigkeit zu den Lagern im Innern der Führungsbüchsc weiterzuleiten und zu deren Schmierung zu verwenden.

Durchbrüche an einer Führungsbüchse für die Lager einer Welle sind aus der DE-PS 9 52 756 zu entnehmen. Es handelt sich aber nicht um eine Führungsbüchse für axiale Verlagerungen, sondern um eine mitumlaufende Führungsbüchsc

Durch die besondere Anordnung der Durchbräche in

■to den Enden der Längsstichkanäle ist sichergestellt, daß die filmbildende Flüssigkeit nicht direkt, d. h. ohne Aufbau eines ausreichenden Tragfilms durch die Durchbrüche in das Innere der Führungsbüchse abströmt, sondern dies erst nach Überwindung einer Art von Labyrinth und Zurücklegung eines längeren Strömungsweges tun kann, längs dessen sich genügend Gelegenheit ergibt, zwischen die Führungsbüchse und das Gehäuse zum Aufbau des Films einzudringen.

Durch das Merkmal des Anspruchs 2 kann die Flüssigkeit von der Außenseite der Führungsbüchse, wo sie ihre Tragfunktion ausübt, dem Lager zugeleitet werden, wo sie ihre Schmierfunktion ausübt.

Die Erfindung ist an einer als Ausführungsbeispiel dienenden Schleifspindel in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Schleifspindel, wobei das Gehäuse teilweise im Längsschnitt dargestellt ist;

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Schleifspindel nach Fig. 1, wobei der Schnitt in einer anderen Ebene geführt ist als bei Fig. 1.

Die als Ganzes in den F i g. 1 und 2 mit 1 bezeichnete Schleifspindel umfaßt ein außen und innen zylindrisches Gehäuse 2, das in den zur Zylinderachse senkrechten Ebenen 3, 4 und 5 geteilt ist. In dem zwischen den

•>⁵ Ebenen 3 und 4 gelegenen Gehäuseabschnitt 6 läuft die die eigentliche Spindel bildende Welle 7 um, die von einem insgesamt mit 8 bezeichneten Hochfrequenz-Elektromotor angetrieben wird, der den auf der Welle

sitzenden Anker 9 und den im Gehäuse 2 befestigten Stator 10 umfaßt. Zu beiden Seiten des Ankers 9 ist die Welle 7 in Lagern Ii bzw. 12 gelagert, von denen das Lager 11 im Gehäuse 2 feststehend angeordnet ist und das Lager 12 in einer in der zylindrischen Bohrung 14 des Gehäuses 2 längsverschieblichen zylindrischen Führungsbüchse 13 sitzt, deren Funktion noch im einzelnen erläutert wird. Die Lager 11 und 12 sind Präzisions-Hochleistungskugellager.

Die Welle 7 weist bei der das Ausfülirungsbeispiel iü bildenden Schleifspindel 1 auf der Aibeitsseite eine Spannzangeneinrichtung 15 zur Aufnahme der Schleifstifte auf. Am anderen Ende besitzt die Weile einen Innenmehrkant 16. Ein entsprechender Mehrkantstift 17 kann bei Bedarf unter Zusammendrückung der Feder 18 mittels des Handgriffs 19 vorgeschoben und zum Eingriff mit dem Innenmehrkant 16 gebracht werden. Damit ist die Welle 7 drehfest mit dem Handgriff 19 gekuppelt, so daß durch Verdrehen des Handgriffs 19 gegenüber der Stellbüchse 20 die Spant.zangeneinrichiung 15 angezogen bzw. gelöst werden kann. Beim Loslassen des Handgriffs 19 bringt die Feder 18 den Mehrkantstift 17 wieder außer Eingriff mit der Welle 7. so daß diese frei rotieren kann.

Das Lager 12 ist an seinem nicht im einzelnen herausgezeichneten Außenring zwischen dem Bund 21 der Führungsbüchse 13 und dem Druckstück 22 eingespannt. Gegen das Druckstück wirkt die Tellerfeder 23, die über einen in einer Innennut der Führungsbüchse 13 sitzenden Seegering 24 an der so Führungsbüchse 13 abgestützt ist. Das Druckstück 22 besitzt einen Ansatz 25, der die Tellerfeder 23 sowie eine Querwand 26 des Gehäuses 2 an einer Mittenbohrung 27 durchgreift. Auf dem die Querwand 26 überragenden Ende des Ansatzes 25 ist eine Scheibe 28 ü aufgeschraubt, die mittels einer Konterscheibe 29 auf dem Ansatz 25 festgesetzt werden kann. Die Scheibe 28 und die Querwand 26 bilden Widerlager für die als Druckfeder wirkende Feder 30, durch die die Fiihrungsbüchse 13 mit dem Lager 12 an dem Ansatz 25 von dem Lager 11 hinweggezogen wird. Je nachdem, wieweit die Scheibe 28 auf den Ansatz 25 aufgeschraubt wird, ändert sich die von der Feder 30 ausgeübte Kraft, so daß den Lagern 11 und 12 auf diese Weise eine wählbare Vorspannung erteilt werden kann.

Der Zugang zu den Scheiben 28, 29 erfolgt nach Lösen und Entfernen des Schraubstückes 31, Entfernen des in den Figuren rechts von der Ebene 5 gelegenen Teils des Gehäuses 2, Abtrennen der elektrischen Zuleitung 32 bei 33 und Entfernen des Schraubstückes 5u 34.

Die Lager 11 und 12 werden durch einen ölnebel geschmiert, der über die Zuleitung 35 herangeführt wird.

Die Zuleitung 35 mündet in einen Zuführungskanal 36, der an der Oberfläche der Führungsbüchse 13 austritt. Die Führungsbüchse 13 weist ar ihrer Oberfläche Kanäle auf. Zwischen an den Enden der Führungsbüchse 13 gelegenen Randbereicher 37, 38, in denen die zylindrische Oberfläche der Führungsbüchse 13 stehengeblieben ist, befinden sich umlaufende Ringkanäle 39, 40, die an die Randbereiche 37, 38 angrenzen. Die Ringkanäle 39, 40 sind durch Längskanäle 42 miteinander verbunden. Außerdem sind noch Längssiichkanäle 43 vorgesehen, die von den Ringkanälen 39 ausgehen jedoch nicht bis zu den Ringkanälen 40 vordringen. Von der zylindrischen Oberfläche der Führungsbüchse 13 sind also die Randbereiche 37 ut.d 38 sowie die zwischen den Längskanälan gebildeten U-förmigen Bereiche 44 erhalten.

Am Ende der Längsstichkanäle 43 sind Durchbrüche 46 vorgesehen, die in innere Kanäle 47 des Druckstükkes 22 münden, die gegen das Lager 12 gerichtet sind.

Der Ölnebel tritt also über die Zuleitung 35, den 7ufuhrungsksna! 36, die Kanäle 39, 40, 42, 42. die Durchbrüche 4b und die Kanäle 47 in das Lager 12 ein. Bei dem Durchströmen der Kanäle der Führungsbüchse 13 bildet sich an den stehengebliebenen zylindrischen Bereichen 37, 38, 44 derselben ein Ölf'lm aus, über den sich die Führungsbüchse 13 an der Innenwandung 14 des Gehäuses 2 abstützt Diese Abstützung ergibt einen spielfreien Sitz der Führungsbüchse 13 und damit des Lagers 12 in dem Gehiiuse 2.

Bei einer Erwärmung des Ankers 9 und des entsprechenden Bereiches der Welle 7 kann sich die Führungsbüchse 13 in dem Gehäuse ? in Längsrichtung verschieben, ohne daß sich die durch die Feder 30 vorgegebene Einstellkraft an den Lagern merklich ändert, da die geringfügige Verlängerung der Welle 7 nur eine kleine Dehnung der Feder 30 und eine entsprechend geringe Änderung der Federkraft nach sich zieht.

Über den Zuführungskanal 48 steht die Zuleitung 35 auch mit dem feststehenden Lager 11 in Verbindung und versorgt dieses ebenfalls mit Ölnebel. Der aus den Lagern 11 und 12 austretende Ölnebel wird über Saugkanäle 49, 50 abgesaugt, die in Verbindung zu der Ableitung 51 stehen. Dies ist aus Fig. 1 ersichtlich, die eine andere Schnittebene zeigt als die F i g. 2.

Die Erfindung kann auch in anderen Fällen Anwendung finden, in denen sich die gleiche Problemstellung ergibt wie bei einer Schleifspindel, in denen also eine Dehnungen ausgesetzte Welle mit sehr hoher Drehzahl in in Längsrichtung genau einzustellenden Lagern umläuft. Beispiele dieser Art sind etwa Kreisel, Zentrifugen u. dgl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für Präzisionsspindeln, insbesondere Präzisionsarbeitsspindeln für den Einsatz auf Werkzeugmaschinen, die auf mit Abstand in einem Gehäuse angeordneten, einer genauen Einstellung in Achsrichtung der Welle bedürfenden Lxgern mit hoher Drehzahl umlaufen und zwischen den Lagern Längenänderungen ausgesetzt sind, wobei mindestens eines der Lager in einer in dem Gehäuse in Längsrichtung verschiebbar abgestützten Führungsbüchse angeordnet und mit dieser in Längsrichtung der Welle unter Federvorspannung verschiebbar ist und an der Innenwand des Gehäuses im Bereich der Führungsbüchse eine Flüssigkeitszuführung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbüchse (1.2) auf ihrer Außenseite in an sich bekannter Weise ein zusammenhängendes System von vertieft liegenden Kanälen (39, 40, 42, 43) aufweist, in die die Flüssigkeilszuführung (36) mündet und die den um den ganzen Umfang umlaufenden stehenbleibenden Randbereichen (37, 38) benachbarte, über den ganzen Umfang umlaufende Ringkanäle (39, 40) umfassen, die durch Längskanäle (42) verbunden sind, daß in ebenfalls an sich bekanmcr Weise in das Innere der Führungsbüchse führende Durchbrüchc (46) vorgesehen sind und daß Längsstichkanäle (43) vorhanden sind, die von einem der Ringkanäle (39) ausgehen, jedoch nicht bis zu dem anderen Ringkanal (40) vordringen, und in deren Enden die Durchbrüche (46) angeordnet sind.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der das Lager einen in der Führungsbüchse sitzenden Außenring umfaßt, der an einer Seite gegen einen Innenband der Führungsbüchse anliegt, während gegen die andce Seite ein an der Führungsbüchse abgestütztes Druckstück anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (22) innere Kanäle (47) aufweist, die in Einbaulage die Durchbrüche (46) mit dem Lager (12) verbinden.