CH311338A - Lagerung für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Werkzeugmaschinen. - Google Patents
Lagerung für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Werkzeugmaschinen.Info
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Description
Lagerung für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Werkzeugmaschinen. Die bisher bekannten Lagerazngen für rotierende lIaschinenteile sind entweder Gleit- lagerungen oder Wälzlagerungen. Bei Gleit- lagerungen findet entweder eine trockene lZeibung statt oder es wird zwischen die bei den Gleitflächen ein gasförmiges, flüssiges oder festes Medium als Schmiermittel ge bracht, das die Aufgabe hat, die Reibung und die Wärmeentwicklung zu vermindern. Gleit- lageriui(Yen mit Schmieröl, Ölnebel sowie Pressluft sind bekannt. Diese Lagerungen haben die Eigentümlichkeit, dass für den Betrieb mit. einer bestimmten Relativ < ) esehwindigkeit der Gleitflächen in Abhängig keit von konstruktiven Faktoren wie auch in Abhängigkeit von den verschiedenen Lager werkstoffen und Schmiermitteln ein gewisser Abstand zwischen den Gleitflächen vorhan den sein muss, der im folgenden mit Lager spalt bezeichnet wird. Dieser Lagerspalt ver ändert seine Grösse in Abhängigkeit von der Lagerbelastung und der Viskosität des zwi schen den Gleitflächen befindliehen Schmier mittels. Da die Viskosität. sich während des Betriebes der Maschine bis zu einem Grösst- wert fortwährend ändert, ändert sich die Position der Achse einer rotierenden Welle gegenüber dem Lager und irgendwelchen Festpunkten der Maschine ebenfalls fort während. Diese Verlagerung wirkt sich als Fehler in der Arbeitsgenauigkeit der Ma schine aus. Es ist seit langem das Bestreben der Gleitlagertechnik, durch die Wahl der Lagerwerkstoffe und der Schmiermittel, durch Form, Grösse und Anordnung der Lagerflächen, durch möglichst vollkommene Wärmeableitung bzw. Konstanthaltung der Temperatur der rotierenden Maschinenteile sowie durch eine möglichst genaue Herstel lung der Lagerflächen, endlich durch mög lichst gleichmässige Lagerbelastiulgen mög lichst gleichbleibende Lagerspalte und damit kleine Verlagerungen der Wellenachse z u er reichen. Die Aufrechterhaltung -eines konstan ten Lagerspaltes ist jedoch die Vorbedingung dafür, da.ss keine metallische Gleitreibung zwischen den Lagerflächen eintritt, wodurch diese vorzeitig zerstört werden würden. Bei Werkzeugmaschinen liegt der Betrag, um den sich Spindelaehsen infolge des Lagerspaltes verlagern können, in der Grössenordnung der erforderlichen Arbeitsgenauigkeit der Ma schine. Es müssen daher alle andern Teile der Maschine unverhältnismässig genau her gestellt werden, da der ganze zulässige Feh ler durch den Lagerspalt der Spindellagerung verbraucht wird. Die günstige Eigenschaft aller Gleitlagerungen besteht darin, dass kleine Schwingungen, die sich der Haupt bewegung überlagern und die Oberflächen güte am Werkstück beeinflussen, wirkungs voll gedämpft und möglichst klein gehalten werden. Diese Forderung wird mit gleit- gelagerten Spindeln mit Tragflächen von hoher Oberflächengüte verwirklicht. Es können also die Eigenschaften von Gleitlagerungen für die Spindeln von Werk zeugmaschinen dahingehend zusammengefasst werden, dass die Erreichung einer gegen Be lastung genügend starren Achslage wegen der endlichen Grösse des Lagerspaltes schwie rig ist, wodurch die Einhaltung enger Werk stücktoleranzen sehr erschwert oder nur durch verwickelte und relativ kostspielige Massnahmen erreicht wird. Dagegen werden von Gleitlagern aller Art Schwingungen fremder Herkunft gut gedämpft und von der Lagerung selbst keine Schwingungen erzeugt, wenn der rotierende Maschinenteil sorgfältig ausgewuchtet ist und die Gleitlagerung eine gute Oberflächengüte aufweist. Bei Wälzlagern aller bekannten Bauarten sind die Eigenschaften anders als bei Gleit lagern. Für besondere Zwecke können<I>Wälz-</I> lager ohne Lagerluft oder sogar mit einer negativen Lagerluft, welche für gewöhnlich Vorbelastung genannt wird (pr eloa,ded bearings) eingebaut werden und ergeben dann bei richtiger Bemessung aller Grössen eine in der Belastungsrichtung sehr starre Lagerung, das heisst einen Belastungswechsel von Null bis zu einem Höchstwert. entsprechen nur kleine Verlagerungen der Position der Wellenachse im Vergleich mit Gleitlagerun- gen, weil das Wälzlager mit Vorspannung zusammengebaut ist, die der Belastung an gepasst werden kann. Dagegen haben alle bekannten -#Välzlager- arten eine schlechte Dämpfung für Schwin- gungen fremder Herkunft und erzeugen ausserdem selbst Schwingungen, welche nicht nur von den Herstellungsfehlern der Wälz- körper und der Rollbahnen herrühren, son dern auch von der Tatsache, dass die Lastlinie von Wälzkörper zu Wälzkörper wandert. Es ist möglich, die Dämpfung nicht vom Wälz lager erregter Schwingungen durch Vergrö sserung des ganzen Lagers bzw. der rotieren den Massen zu verbessern, jedoch werden hierdurch nicht nur der Aufwand, sondern auch die Rundlauffehler vergrössert und die höchstzulässige Drehzahl des Lagers ver kleinert bzw. begrenzt. Die vom Wälzlager selbst erregten Schwingsingen behalten bei einer geometrisch ähnlichen Lagervergrösse- rung die gleiche Frequenz, jedoch wird die Amplitude. grösser entsprechend den grösse ren Herstellungsfehlern der Einzelteile und der Veränderung der Kinematik des Last wechsels von Wälzkörper zu Wälzkörper. In der Praxis sind daher der Vergrösserung der Wälzlager zum Zweck einer Verbesserung der Dämpfung, die ihrerseits eine Verbesserung der Oberfläehengüte am Werkstück zur Folge hätte, dadurch Grenzen gesetzt, dass eine Ver grösserung der Wälzlager über das konstruk tive gegebene Mindestmass hinaus für gewöhn lich keine Vorteile mehr bringt. Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, die für Spindellagerungen günsti gen Eigenschaften beider Lagerungsarten zu vereinigen. Diese sind einerseits die geite Schwingungsdämpfung der Gleitlager und anderseits die auch bei grossen Drehzahlen kleine Lagerluft oder Lagerspalt der Wälz lager. Die Lagerung ist dadurch gekennzeich net, dass die genaue Einhaltung der Lage der Rotationsachse des rotierenden Maschinenteils im Lagerhohlraum durch die Kombination von mindestens einem Kugellager mit minde stens einem zur Schwingungsdämpfung vorge sehenen, den rotierenden Maschinenteil um schliessenden Schwingungsdämpfungskörper gesichert wird, wobei das Kugellager den Maschinenteil zentriert und führt und die Schwingungen des rotierenden lIasehinenteiis vermittels mindestens eines mit einem zum Schmieren dienenden Medium ausgefüllten Spaltes gedämpft werden, welcher auf einer Seite vom Schwing@ingsdämpfungskörper be grenzt wird. Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in beispielsweisen Ausführungs formen dargestellt. Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Beispiel. Fig. 2 zeigt im Schnitt das zweite Beispiel. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Lager nach Fig. 1 mit sechs Nuten für das Sehmier- s mittel. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Lager nach Fig. \' mit drei Abflaehungen auf der Welle für das Schmiermittel. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch ein Lager mit einem zwischen Kugellagern angeordneten Sehwingungsdämpfkörper. Fig. 6 ist ein Schnitt durch ein Lager mit zwei einstellbaren Kugellagern und zwei zwi- sehen diesen angeordneten, aussen kegel- stumpfförmigen Dämpferkörpern. Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch ein Lager mit einem Kugellager und einem Käfig. In den Fig. 1 und 3 ist eine den rotieren den Teil bildende Welle 1 über zwei Hoch schulter-Kugellager 2 und 3 in einem Gehäuse -1 gelagert. Der die Welle umschliessende Sehwingungsdämpferkörper '5 ist auf der Welle 1 befestigt und sein Aussendurchmesser ist so gewählt, dass zwischen diesem und der Gehäusebohrung nur ein kleiner Spalt 6 be stehenbleibt, dessen Grösse etwas grösser be messen wird als der Spielraum der beiden Kugellager. In der Zeichnung ist dieser Spalt der Deutlichkeit halber vergrössert eingezeichnet. Der Dämpferkörper 5 er hält sechs Nuten 7 für das Schmier mittel. Der Durchmesser der Bohrung des Körpers 5 entspricht dem Wellendurch messer. Die beiden Kugellager sind mit dem Körper 5 in einem Lager vereinigt. Die Kugel lager zentrieren und führen die Welle während Schwingungen der<B>UN</B> elle vermittels des Spaltes gedämpft werden, der auf der Innenseite vom Körper 5 begrenzt wird. Nach der in Fig.2 und 4 dargestellten Ausführungsform zeigt die Lagerung gleiche Abmessungen wie in Fig.1 und 3. Der Sehwingungsdämpferkörper 5, der hier durch eine in die Lagerbohrung eingesetzte Hülse ,,gebildet wird; liegt im Gehäuse @4 fest und der Dämpfungsspalt 6 zwischen der Welle 1 und der Bohrung des Schwingungsdämpferkör- pers 5 ist zwischen der Bohrung des letzteren und der 7,vlinderfläehe der Welle 1 ange ordnet. Auch hier sind die 'Teile 2, 3 und 5 in einem Lager vereinigt und hier entspricht der Aussendurchmesser des Körpers 5 dem Durch messer der Lagerbohrung. Bei diesem Beispiel ist die Oberfläche der Welle 1 an drei Stellen mit Abflachungen 9 versehen, um grössere Querschnitte für den Durchgang des Schmiermittels zu erhalten. Der Spalt 6 hat also über den Umfang der Welle verteilt abwechselnd eine grössere und eine kleinere Breite. In gleicher Weise könn ten auch hier, auf der Zeichnung nicht dar gestellte Nuten an Stelle der Abflachungen 9 angebracht. werden, deren Zahl, Form und Querschnitt sich nach den Verhältnissen richtet. Der Spalt 6 befindet sich in Fig.4 zwischen der Welle 1 und der Büchse 5 und ist vergrössert dargestellt. Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung, bei der auf der Welle 1 zwei Kugeltraglager mit je zwei Reihen von Wälzkörpern 2, die in Käfi gen 10 und 11 geführt sind, vorgesehen sind. Zwischen diesen Kugellagern 2 ist auf der Welle 1 ein Schwingungsdämpferkörper 5 be festigt, zwischen dessen Aussendurchmesser und der Bohrung im Gehäuse 4 sich der Dämpfungsspalt 6 befindet. Der Schwin gungsdämpfer 5, der durch eine auf die Welle aufgesetzte Muffe gebildet wird, kann auch mit der Welle 1 zusammen aus einem Stück bestehen. Ebenso ist es möglich, Schwinginmgs- dämpfer 5 und das Gehäuse 4 aus einem Stück herzustellen und den Lagerspalt 6 zwischen der Bohrung und der Welle 1 anzuordnen. Fig.6 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Dämpferkörpern 5, die aussen je eine einen Spalt 12 auf der Innenseite begrenzende Kegelfläche aufweisen. Die Spalten werden aussen vom Lagerkörper 1.3 begrenzt. Die Grösse der Spalte 1'2 kann hierbei durch axiale Verschiebung der beiden kegeligen Dämpfer körper 5 gegenüber dem Lagerkörper 13 ver ändert werden. Fij. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Käfig 14 für die Führung der Kugeln 2 der drei Kugelreihen als Dämpferkörper dient, in dem die Spalten 16, 17 zwischen dem Dämpferkörper 5 und der Hülse 13, und dem Körper 5 und der Welle auf ein Minimum herabgesetzt sind. Das Kugellager ist hier in der Hülse 15 angeordnet. Bei einer gegebenen Relativdrehzahl zwischen Welle 1 und der Büchse 15 des Körpers 4, welche durch das Maschinengehäuse oder ein eigenes Konstruk- tionsteil gebildet werden kann, ist die Relativ drehzahl zwischen Welle 1 und Käfig 11- bzw. zwischen dem Käfig 14 und dem Lagerkörper 1 jeweils kleiner als die Drehzahl der Welle. Es kann daher der Spalt 16 zwischen. 1 und 1-1 sowie der Spalt 17 zwischen den Teilen 1.-1 und 15 kleiner gemacht werden als zum Bei spiel der. Spalt 6 bei der Ausführungsform nach Fig.5 zwischen den dortigen Teilen 1 und 5. Auf diese Weise kann, obwohl sich zwischen den Teilen 1 und 15 nach Fig. 7 zwei Spalten 16, 17 befinden, durch diese An ordnung eine ebenso günstige Dämpfung er reicht werden wie bei einer Anordnung mit nur einem Spalt.
Claims (1)
- <B>PATENTANSPRUCH:</B> Lagerung für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Werkzeugmaschinen, da durch gekennzeichnet, dass die genaue Ein haltung der Lage der Rotationsachse des ro tierenden Maschinenteils im Lagerhohlraum durch die Kombination von mindestens einem Kugellager mit mindestens einem zur Schwin gungsdämpfung vorgesehenen, den rotieren den Maschinenteil umschliessenden Schwin- gungsdämpferkörper gesichert wird,wobei das Kugellager den Maschinenteil zentriert und führt und die Schwingungen des rotie renden Maschinenteils vermittels mindestens eines mit einem zum Schmieren dienenden Medium ausgefüllten Spaltes gedämpft wer den, welche auf einer Seite vom SchwingLings- dämpferkörper begrenzt wird. LNTERANSPRÜCHE 1.Lagerung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Kugellager und der Schwingungsdämpferkörper in einem Lager vereinigt. sind und der Durchmesser dar Bohrung des Dämpferkörpers dem Durch messer der Welle entspricht (Fig.1). ?. Lagerung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Kugellager und der ,Scliwitr"ungsdärnpferl#zörper in einem Lager vereinigt sind und der AussendLirch- messer des Schwingungsdärnpferkörpers dem Durchmesser der Lagerbohrung entspricht (Fig. ?,) . 3.Lagerung nach Patentansprneh -Lind Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dämpferkörper (5) vorgesehen sind, welche je eine einen Spalt auf einer Seite be grenzende Kegelfläche aufweisen (Fig. 6\#. .Lagerung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss wenigstens je ein Kugellager seitlich dos Dämpferkörpers angeordnet ist (Fig. 5). 5.Lagerung nach Patentanspruch und Unteranspruch\ 2, dadurch f@ekennzeichnei, dass der Dämpferkörper durch eine irr die Lagerbohrung- eingesetzte Hülse gebildet ist (Fig. '2!). 6. Lagerung nach Patentanspriieh und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet.dass der Dämpferkörper durch eine auf die Welle aufgesetzte Muffe gebildet ist, die in die Lagerbohrung eingesetzt ist (Fig.5). 7. Lagerung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt über den Umfang der Welle verteilt abwechslungsweise eine grössere und kleinere Breite aufweist (Fig. 4).B. Lagerung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugellager in einer Hülse angeordnet ist und dass der Dämpferkörper durch den Tragkäfig gebildet ist, welcher zusammen mit der Hülse und mit der Welle je einen Spalt begrenzt (Fig.7).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH311338T | 1951-01-31 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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CH311338D CH311338A (de) | 1951-01-31 | 1951-01-31 | Lagerung für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Werkzeugmaschinen. |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH311338A (de) |
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- 1951-01-31 CH CH311338D patent/CH311338A/de unknown
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