Lagerung von Werkzeugmaschinenspindeln, insbesondere Bohrspindeln. Die Erfindung bezieht sich auf eine La gerung von Werkzeugmaschinenspindeln, insbesondere Bohrspindeln, wobei die Spin del in einer längsverschiebbaren Lagerhülse umläuft, die zum Beispiel von zylindrischer, elliptischer oder prismatischer Gestalt sein kann. Beim Lauf der Spindel erwärmt sich jedes Spindellager, und zwar bei verschie denen Drehzahlen verschieden gross.
Um die Auswirkung ,der Wärmedehnung auf die La gerhülse und damit die Klemmgefahr in der Führung derselben praktisch zu verhindern, ist erfindungsgemäss jede Lagerstelle der Spindel in zwei ineinandergesteckten Büch sen untergebracht, die in die Lagerhülse ein gesetzt sind,
wobei zwecks Bildung wärme- isolierender Lufträume die innere Büchse in der äussern mittels mindestens drei gleich mässig zueinander versetzten Längsstegen und die äussere Büchse in der Lagerhülse ebenfalls mittels mindestens drei gleich mässig zueinander versetzten Längsstegen ge führt ist, und wobei die äussern Stege zu ,den innfern Stegen um den halben Verset- zungswinkel der letzteren versetzt angeordnet sind.
Bei auftretender Lagerwärme kann sich demnach die innere Büchse, ohne ihre Ach senlage zu verändern, ausdehnen, da die äussere Büchse zwischen den äussern Längs stegen elastisch ausgebogen wird. Die Luft räume verhindern praktisch den Wärme übergang auf die Lagerhülse, so dass diese bei jeder Drehzahl der Spindel leicht in ihre Führung bewegt werden kann.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungs- gegenstand beispielsweise an Hand einer Bohrspindellagerung veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie I-I ,der Fig. 1.
Bei dem dargestellten Beispiel ist die hohle Bohrspindel 1 in einer zylindrischen Lagerhülse 2 gelagert, die in einer Zylinder führung 3 des, Spindelstockes 4 verschiebbar ist. Die Vorachubbewegung wird der Hülse 2 durch ein Zahnrad 5 erteilt, das mit einer Zahnstange 6 an der Hülse 2 kämmt.
Die Vorschubbewegung erfolgt wahlweise von Hand von dem Griffrad 7 aus oder maschi nell über ein Schneckengetriebe 8, 9, das auf der Welle 10 -des Zahnrades 5 sitzt. Die Dreh bewegung wird der Bohrspindel 1 durch eine von oben in sie eintauchende Schaftwelle 11, die in eine Keilnabe 12 eingreift, erteilt. Der Antrieb der Schaftwelle 11 erfolgt wahlweise über das Zahnrad 13 oder die Riemen scheibe 14.
Als Querlager für die Bohrspindel 1 sind das untere Rollenlager 15 und das obere Rollenlager 16 vorgesehen. Das Längslager wund durch ein neben dein Rollenlager 16 sitzendes zweireihiges Kugellager 17 gebil det. Die Lager 15 bezw. 16, 17 bilden die zwei Lagerstellen der Spindel, und sie sind jeweils in zwei ineinandergesteckten Büchsen 18 und 19 untergebracht, und zwar die La gerstelle 15 in einem Büchsenpaar und die Lagerstelle 16, 17 in einem andern Büchsen paar.
Jede Büchse 18 hat gleichmässig zu einander versetzte schmale Längsstege 20 und jede Büchse 19 gleichmässig zueinander versetzte schmale Längsstege 21. Im ge zeichneten Beispiel besitzt jede Büchse drei Längsstege, die um 120' zueinander versetzt sind.
Die Stege 21 an jeder Büchse 19 sind zu den Stegen 20 an der zugehörigen andern Büchse 18 um den halben Versetzungswinkel der Stege 20, also <B>60',</B> versetzt angeordnet. Durch die Ausnehmungen zwischen den Ste- gensind zwei Lufträume 23 und 24 gebildet., die lediglich durch die schmalen Stege 20 bezw. 21 unterbrochen sind.
Jedes Büchsen paar liegt gegen eine Stirnfläche 25 in der Hülse 2 an und wird durch einen in einem Muttergewinde der Hülse 2 verschraubbaren Gewindering 22 gehalten. Jede Büchse 18 ist also mittels der Stege 20 in der Büchse 19 geführt, und jede Büchse 19 ist mittels der Stege 21 in der Lagerhülse 2 geführt.
Bei auftretender Erwärmung dehnt sieh die Büchse 18 aus, und da sie über die Stege 20 die Büchse 19 zwischen den Stegen 21 ausbiegt, geht ihre Ausdehnung gleichmässig vor sich. Auf diese Weise wird die Lage der Bohrspindelachse gewahrt.
Gleichzeitig ist durch die von den Ausnehmungen zwischen den Stegen gebildeten Lufträume 23 bezw. 24 ein Wärmeübergang auf die Lagerhülse 2 praktisch verhindert. Der geringe Wärme übergang an den Berührungsstellen der Stege 20 bezw. 21 ist praktisch ohne Bedeutung. An Stelle von drei gleichmässig zueinander versetzten Längsstegen an jeder Büchse kann auch eine grössere Anzahl vorgesehen werden.
Ebenso können die Stege 20 anstatt aussen auf der Büchse 18 innen an der Büchse 19 angebracht werden. Anderseits könnten aber auch die Stege 21 statt aussen an der Büchse 19 innen in der Bohrung der Hülse 2 vor gesehen sein. Statt der dargestellten zylin drischen Form könnten die Teile 18, 20 bezw.
19, 21 und die zughörige Bohrung der Hülse 2 auch die Form eines Kegels mit geringer Neigung haben. Die Längendehnung der Büchsen 18, 19 ist unbeachtlich, da die Büch senhöhe auf etwa Lagerbreite beschränkt ist. Gegebenenfalls kann die Widerlagerfläche 25 in der Hülse 2 steif federnd ausgebildet sein, um geringe Längendehnungen der Büchsen aufnehmen zu können.
Das Wesentliche der dargestellten Lagerung beisteht in der Schaf fung von wärmeisolierenden Lufträumen, und zwar den Lufträumen zwischen den Büchsen 18 und 19 und den Lufträumen zwischen der Büchse 19 und der Hülse 2 und ferner auf der elastischen Deformationsmöglichkeit der Büchse 19.
Durch diese Massnahmen wird er reicht, dass sich die Hülse 2 bei jeder Dreh- zahl der Spindel 1 gleichmässig leicht in der Spinidelstockführung 3 verschieben lässt.
Die umlaufenden Wälzglieder der Wälz- lager sorgen für eine gewisse Lufzirkulation innerhalb der Lagerhülse 2, so dass kein Wärmestau eintritt. Zur Durchführung der Luftzirkulation können in den Gewinderin gen 22 sowie im Boden der Büchse 19 kleine Löcher vorgesehen sein,
die die Lufträume 23, 24 mit dem Freien verbinden. Gegebenen falls kann die Luftzirkulation künstlich er höht werden, etwa durch einen auf die Bohr spindel aufgesetzten Propeller, der einet schwachen Luftzug hervorruft, dessen Rich tung von der Lagerstelle 16, 17 nach der La- gers:teflle 15 verläuft.
Die Anwendung eines künstlichen Luftzuges empfiehlt sich ins besondere dann, wenn die Spindel 1 in Gleit lagern läuft. Zweckmässig wird die Lager hülse 2 innen noch mit Aluminiumlack aus gestrichen oder mit Aluminiumfolien aus gekleidet, so dass ein Wärmestrahlungsschutz gebildet ist.
Der Erfindungsgegenstand lässt sieh bei allen Werkzeugmaschinenspindeln anwenden, bei denen auf Grund zeitweilig unterschied- licher Lagerwärme ein <U>Klemmender</U> Lager- bülse in ihrer Führung eintreten kann.
Storage of machine tool spindles, in particular drilling spindles. The invention relates to a storage of machine tool spindles, in particular drilling spindles, wherein the spindle rotates in a longitudinally displaceable bearing sleeve, which can be cylindrical, elliptical or prismatic in shape, for example. When the spindle is running, each spindle bearing heats up, namely at different speeds which differ in size.
In order to practically prevent the effect of thermal expansion on the bearing sleeve and thus the risk of jamming in the guidance of the same, according to the invention, each bearing point of the spindle is housed in two nested bushes that are inserted into the bearing sleeve
whereby, for the purpose of creating heat-insulating air spaces, the inner sleeve is guided in the outer one by means of at least three evenly offset longitudinal webs and the outer sleeve in the bearing sleeve is also guided by at least three equally offset longitudinal webs, and the outer webs towards the inner ones Bars are arranged offset by half the offset angle of the latter.
When the bearing heat occurs, the inner sleeve can expand without changing its axis position, since the outer sleeve is elastically bent between the outer longitudinal webs. The air spaces practically prevent the transfer of heat to the bearing sleeve, so that it can easily be moved into its guide at any speed of the spindle.
In the drawing, the subject of the invention is illustrated, for example, using a drilling spindle bearing.
1 is a longitudinal section, FIG. 2 is a cross section along the line I-I of FIG. 1.
In the example shown, the hollow drilling spindle 1 is mounted in a cylindrical bearing sleeve 2, which is in a cylinder guide 3 of the headstock 4 is displaceable. The advance movement is given to the sleeve 2 by a gear 5 which meshes with a rack 6 on the sleeve 2.
The feed movement takes place either by hand from the handle wheel 7 or maschi nell via a worm gear 8, 9 that sits on the shaft 10 of the gear 5. The rotary movement is given to the drill spindle 1 by a shaft shaft 11 which is inserted into it from above and which engages in a splined hub 12. The shaft shaft 11 is driven either via the gear 13 or the belt pulley 14.
The lower roller bearing 15 and the upper roller bearing 16 are provided as transverse bearings for the drilling spindle 1. The longitudinal bearing sore by a seated next to your roller bearing 16 double row ball bearing 17 gebil det. The bearings 15 respectively. 16, 17 form the two bearings of the spindle, and they are each housed in two nested sleeves 18 and 19, namely the bearing 15 in a pair of sleeves and the bearing 16, 17 in another pair of sleeves.
Each sleeve 18 has evenly offset narrow longitudinal webs 20 and each sleeve 19 evenly offset narrow longitudinal webs 21. In the example shown, each sleeve has three longitudinal webs which are offset by 120 'from one another.
The webs 21 on each bush 19 are offset from the webs 20 on the associated other bush 18 by half the offset angle of the webs 20, that is <B> 60 '. </B>. Two air spaces 23 and 24 are formed by the recesses between the webs, which are only formed by the narrow webs 20 and 21 are interrupted.
Each pair of bushes rests against an end face 25 in the sleeve 2 and is held by a threaded ring 22 which can be screwed into a nut thread of the sleeve 2. Each bush 18 is thus guided in the bush 19 by means of the webs 20, and each bush 19 is guided in the bearing sleeve 2 by means of the webs 21.
When heating occurs, the bush 18 expands, and since it bends the bush 19 between the webs 21 via the webs 20, its expansion proceeds evenly. In this way the position of the drilling spindle axis is preserved.
At the same time, through the air spaces 23 and formed by the recesses between the webs. 24 a heat transfer to the bearing sleeve 2 is practically prevented. The low heat transfer at the points of contact of the webs 20 respectively. 21 is practically irrelevant. Instead of three evenly offset longitudinal webs on each sleeve, a larger number can be provided.
Likewise, the webs 20 can be attached to the inside of the bushing 19 instead of the outside of the bushing 18. On the other hand, the webs 21 could be seen in front of the inside of the bore of the sleeve 2 instead of the outside of the sleeve 19. Instead of the illustrated cylin drical form, the parts 18, 20 respectively.
19, 21 and the associated bore of the sleeve 2 also have the shape of a cone with a slight incline. The elongation of the sleeves 18, 19 is irrelevant, since the Büch senhöhe is limited to about storage width. If necessary, the abutment surface 25 in the sleeve 2 can be designed to be rigidly resilient in order to be able to accommodate slight elongations of the bushes.
The essence of the storage shown is the creation of heat-insulating air spaces, namely the air spaces between the sleeves 18 and 19 and the air spaces between the sleeve 19 and the sleeve 2 and also on the elastic deformation possibility of the sleeve 19.
It is achieved by these measures that the sleeve 2 can be evenly and easily displaced in the spinid stock guide 3 at any speed of the spindle 1.
The circumferential rolling members of the rolling bearings ensure a certain air circulation within the bearing sleeve 2, so that no heat build-up occurs. To carry out the air circulation, small holes can be provided in the threaded holes 22 and in the bottom of the sleeve 19,
which connect the air spaces 23, 24 with the outdoors. If necessary, the air circulation can be artificially increased, for example by a propeller placed on the drilling spindle, which causes a weak draft of air, the direction of which runs from the bearing 16, 17 to the bearing 15.
The use of an artificial draft is particularly recommended when the spindle 1 runs in slide bearings. The bearing sleeve 2 is expediently painted on the inside with aluminum lacquer or clad with aluminum foils, so that thermal radiation protection is formed.
The subject matter of the invention can be applied to all machine tool spindles in which a <U> jamming </U> bearing sleeve can occur in their guide due to temporarily different bearing heat.