DE10050119A1 - Fluidzuführung für einen Spindelkopf - Google Patents

Abstract

Eine Fluiddurchführung (1) für eine Werkzeugmaschinen-Spindel (3) weist zur Abdichtung einen permanent geschlossenen Dichtspalt (43) auf. Für dessen Schmierung ist ein Schmierstoff-Depot (30) mit mindestens einer Schmierstoff-Kammer (31, 32, 33) vorgesehen, aus der der Dichtspalt (43) auch dann mit Schmierstoff versorgt wird, wenn der Kanal (13) der Zuführung (1) nicht von schmierfähigem Fluid, z. B. nur von Luft, durchströmt wird. Dadurch ist ein Trockenlauf der Dichtflächen (11, 12) des Dichtspaltes (43) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidzuführung von einem Stator, wie einem Gehäuse, zu einem eine Arbeitsbewegung ausführenden Läufer, wie einer Spindel einer Werkzeugmaschine oder dgl.. Das Fluid kann gasförmig und/oder flüssig sein und wird z. B. über einen abgedichteten Kanal bis zum vorderen Ende der Spindel oder innerhalb des an der Spindel befestigten Zerspa­ nungs-Werkzeuges bis zu dessen Schneidbereich zugeführt. Als Fluid wird dann Schneid- bzw. Schmiermedium, wie Öl oder Luft, zugeführt, wodurch die Arbeitsflächen oder Schneiden des Werkzeuges weniger stark durch Reibung und Erhitzung belastet sind. Die Drehzahlen können dabei 20.000 oder 30.000 U. p. m. erreichen oder übersteigen.

Merkmale und Wirkungen der Fluidzuführung können z. B. ent­ sprechend der DE-OS 197 25 343 bzw. der DE-OS 198 15 134 vorgesehen sein, weshalb zu deren Einbeziehung in die Erfin­ dung auf diese Druckschriften verwiesen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fluidzufüh­ rung zu schaffen, bei welcher Nachteile bekannter Ausbildun­ gen vermieden sind und die insbesondere eine zuverlässige Schmierung der Dichtflächen gewährleistet. Des weiteren sollen die Dichtflächen gegen Trockenlauf, vorzugsweise auch dann, gesichert sein, wenn Schmierstoff nicht unter Druck zugeführt wird. Die Fluidzuführung soll raumsparend im Aufbau, zuverlässig in der Funktion, von einfacher Ausbildung sowie leicht zu handhaben bzw. zu warten sein.

Erfindungsgemäß sind Mittel zur kontinuierlichen Bereitstel­ lung von Dicht- oder Schmierstoff für die Dichtflächen vorgesehen. Der Schmierstoff steht dabei an dem Dichtspalt so an, dass er in diesem radial nach außen wandert, nämlich von einem Innenumfang zu einem Außenumfang des Dichtspaltes bzw. der Dichtflächen. Als Schmierstoff kann, falls das Fluid Schmiereigenschaften hat, dieses Fluid verwendet und z. B. unmittelbar aus dem Kanal dem Dichtspalt zugeführt werden. Als Schmierstoff kann aber auch ein anderes Medium als dieses Fluid verwendet werden. Ferner können sowohl Fluid als auch gesondertes Medium gleichzeitig bzw. zeitlich nacheinander dem Dichtspalt aus einem Zwischendepot zugeführt werden.

Zweckmäßig ist eine Kammer vorgesehen, welcher der fließfähi­ ge Schmierstoff zugeführt wird und die dann den in ihr gespeicherten Schmierstoff unmittelbar an den Dichtspalt abgibt. Diese Kammer kann zwischen den Dichtflächen einge­ schlossen sein, so dass die sie begrenzenden Kammerflächen einteilig mit beiden Dichtflächen ausgebildet sind. Zweckmä­ ßig ist mindestens eine Kammerfläche mit keiner der beiden Dichtflächen einteilig ausgebildet. Hierfür könnte die zwischen den Dichtflächen eingeschlossene Kammer von einer an die Dichtflächen anschließenden Auskleidung begrenzt sein oder sie erstreckt sich über die die Dichtflächen bildenden, einteiligen Dichtkörper hinaus, nämlich axial und/oder radial.

Eine oder beide Dichtflächen können aus einem nicht metalli­ schen Werkstoff, wie Keramik bzw. Siliciumcarbid, oder aus einem weichen bzw. selbstschmierenden Material, wie graphit­ haltigen Material, bestehen. Solche weichen Dichtflächen sind insbesondere zur Abdichtung gegen Luft geeignet, verschleißen jedoch relativ schnell, wenn sie im Betrieb permanent mit höherer Axialpressung gegeneinander gedrückt werden. Man kann zwar die Dichtflächen unter Bildung eines offenen Spaltes axial voneinander abheben, jedoch ist für einen sicheren Betrieb vorgesehen, die Dichtflächen während des Drehens der Spindel und auch bei Stillstand der Spindel permanent in dichtem gegenseitigen Kontakt zu halten. Dann wird, auch im Trockenlauf, permanent Schmierstoff zugeführt, das aus dem gespeicherten Depot oder mehreren Depots dem geschlossenen Dichtspalt zugeführt wird. Da der Dichtspalt nicht geöffnet wird, ist das Eindringen von Verunreinigungen bzw. Partikeln vermieden. Dem Depot bzw. der jeweiligen Kammer kann Schmier­ stoff im obigen Sinne über eine Steuerung permanent oder nur intermittierend in vorbestimmten Zeitabständen impulsartig bzw. in dosierter Menge je Impuls zugeführt werden.

Ist eine Depotkammer von zwei ineinander greifenden und relativ zueinander bewegten bzw. drehenden Mantelflächen begrenzt, so kann dadurch der Schmierstoff z. B. in Richtung zum Dichtspalt gefördert werden, insbesondere wenn die radial innere Mantelfläche dreht. Eine Depotkammer kann aber auch von zwei relativ zueinander feststehenden, nicht einteiligen Mantelflächen begrenzt sein, z. B. vom Gehäuse und einem Einsatzkörper. Dieser kann einteilig oder nicht einteilig mit der zugehörigen Dichtfläche ausgebildet sein und wird mit einer Feder permanent gegen die andere Dichtfläche gedrückt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind Ringabschnitte der jeweiligen Kammer hinsichtlich ihrer Radialerstreckung nicht an die Radialerstreckung der Dichtflächen gebunden, nämlich derjenigen Flächen, welche unmittelbar aneinander anliegen. Jede dieser Dichtflächen kann eine über die andere Dichtflä­ che radial vorstehende oder ebene Fortsetzung aufweisen, welche die Kammer begrenzt. Unter Ringabschnitt ist der im Axialschnitt nur auf einer Seite der Mittelachse liegende Teil der Kammer zu verstehen. Auch die Axialerstreckung der Kammer ist nicht an die Axialerstreckung des die Dichtfläche bildenden Dichtkörpers gebunden. Dadurch können Form und Größe der jeweiligen Kammer an die Erfordernisse angepaßt werden.

Für den Schmierstoff kann auch eine Kühleinrichtung vorgese­ hen sein. Dieser wird der Schmierstoff zweckmäßig unmittelbar nach Durchwandern des Dichtspaltes zugeführt, gekühlt und dann wieder zurück in den Dichtspalt geleitet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die sich gegeneinander bewegen­ den Bauteile der Fluidzuführung, z. B. das Anschlußstück zur Verbindung mit der Spindel, so auszubilden bzw. anzuordnen, dass seine Drehbewegung eine Förderkraft auf das Medium ausübt und dadurch das Medium z. B. durch den Dichtspalt bzw. aus der Kammer heraus und dann wieder zurück in die Kammer drückt. Die Drehung kann dabei synchron mit der Spindel erfolgen oder in einer Über- bzw. Untersetzung.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten ver­ wirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz bean­ sprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläu­ tert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Fluidzuführung, teilweise im Axialschnitt,

Fig. 2 weitere Ausführungsformen in Darstellungen bis 5 entsprechend Fig. 1.

Die Fluidzuführung 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 dient zur im wesentlichen abgedichteten Zuführung eines Fluids, wie einer Schneidemulsion, in einen Spindelkopf bzw. durch die in dessen Gehäuse 2 mit Lagern 4 drehbar gelagerte und motorisch angetriebene Spindel 3. Die dargestellte Spindel könnte auch eine Zugstange sein, welche innerhalb der Spindel 3 axial verschiebbar gelagert und an deren vorderen Ende mit einem Konus des Werkzeug-Einsatzes zu verbinden ist. Der Antrieb für diese Zugstange sind dann Federn und eine hydraulische oder pneumatische Zylinder-Kolbeneinheit, welche innerhalb eines Gehäuses 5 der Zuführung 1 liegen kann und die Zugstan­ ge stromabwärts nach vorne in Richtung 36 gegen die Kraft der Federn drückt, um den Konus aus dem Gegenkonus der Spindel auszustoßen.

Die Zuführung 1 weist zwei Grundkörper, nämlich das am hinteren Ende des Spindelgehäuses 2 starr befestigte Gehäuse 5 mit Einsatzkörper 6 und ein Anschlußstück 7 auf, welches am hinteren Ende der Spindel 3 zu befestigen ist. Die Grundkör­ per sind relativ zueinander axial bewegbar und drehbar, wobei hier der Einsatzkörper 6 im Gehäuse 5 axial verschiebbar, jedoch ggf. formschlüssig drehgesichert und abgedichtet gelagert ist. Einsatzkörper 6 und Anschlußstück 7 sind jeweils einteilig und Hülsen. Sie bilden Tragkörper für jeweils einen gesonderten, einteiligen Gleitring 8 bzw. 9, der ebenfalls ein Einsatzkörper ist. Der jeweilige Gleitring 8 bzw. 9 kann auch einteilig mit dem zugehörigen Tragkörper 6 bzw. 7 ausgebildet sein. Spindel 3 und Gehäuse 5 sowie die genannten Körper weisen eine gemeinsame Mittelachse 10 auf, die parallel zu den Richtungen 36, 37 liegt.

Die beiden Gleit- und Dichtringe 8, 9 haben über den Umfang konstante und gleiche Querschnitte, jedoch gemäß Fig. 1 und 2 unterschiedliche Innen- und Außendurchmesser. Ihre einander zugekehrten ebenen Stirnflächen stehen daher jeweils frei vor und bilden nur in dem Ringbereich, in dem sie einander berühren und daher den Dichtspalt 43 bilden, die ebenen Dichtflächen 11, 12. Die zur Dichtfläche 11 gehörende Stirn­ fläche des Ringes 8 steht radial nach außen über den Dicht­ spalt und den Ring 9 vor. Die zur Dichtfläche 12 des Ringes 9 gehörende Stirnfläche steht radial nach innen über den Dichtspalt 43 und den Ring 8 vor.

Das Gehäuse 5, der Einsatzkörper 6, das Anschlußstück 7 und die Spindel 3 sind in der Achse 10 von einem Kanal 13 für das Fluid durchsetzt, der über einen radialen Anschluß 14 von einer nicht näher dargestellten Druckquelle mit Fluid so versorgt wird, dass es in Richtung 36 zum vorderen Ende der Spindel 3 strömt. Der Kanal 13 hat durchgehend konstante Querschnitte, deren Mindestquerschnitte mehrere Quadratzenti­ meter betragen. Der Einsatzkörper 6 wird mit einer im Kanal 13 innerhalb des Gehäuses 5 liegenden Feder 15 bzw. durch den Fluiddruck im Kanal 13 permanent in Richtung 36 belastet, so dass die Gleitflächen 11, 12 sowohl bei drehender als auch bei stehender Spindel 3 stets dicht aneinander anliegen und nicht voneinander abgehoben werden.

Der Einsatzkörper 6 weist drei unterschiedlich weite Mäntel 16, 17, 18 auf. Der Außenumfang des mittleren Mantels 16 ist gleitend am Innenumfang einer Bohrung des Gehäuses 5 geführt, welche in Richtung 37 unmittelbar an die engere Sacklochboh­ rung anschließt, die die Feder 15 aufnimmt und an deren Innenumfang der Anschluß 14 mündet. In Richtung 37 schließt an den Mantel 16 ein engerer Mantel 17 über eine ringschei­ benförmige Stirnwand an. In Richtung 36 schließt an den Mantel 16 ein erweiterter Mantel 18 über eine ringscheiben­ förmige Stirnwand 19 an, die wie der Mantel 18 außerhalb des Gehäuses 5 liegt. Die gleich langen Mäntel 17, 18 sind jeweils kürzer als der Mantel 16 oder als die Hälfte von dessen Länge.

Das Anschlußstück 7 weist einen in Richtung 37 frei vorste­ henden Mantel 21 und einen demgegenüber erweiterten Mantel 22 auf, welcher in Richtung 36 an den Mantel 21 anschließt und nur über dessen Außenumfang als Bund vorsteht. Der Mantel 18 und die Stirnwand 19 stehen über die Führungsbohrung des Gehäuses 5 frei vor und ragen in das Spindelgehäuse 2, so dass die Dichtebene 20 der Dichtung 42 außerhalb des Gehäuses 5 im Spindelgehäuse 2 unmittelbar benachbart zum hinteren Ende der Spindel 3 liegt, nämlich von diesem hinteren Ende einen Abstand hat, der gleich der Dicke des Gleitringes 9 ist. Der Gleitring 8 liegt mit seinem Außenumfang festsitzend am Innenumfang des Mantels 18 sowie mit seiner hinteren Stirnfläche an der Innenseite der Stirnwand 19 an, so dass er geringfügig über den Innenumfang des Mantels 16 vorsteht und Radialabstand vom Außenumfang des Mantels 21 hat. Der Gleit­ ring 9 liegt mit seinem Innenumfang festsitzend am Außenum­ fang des Mantels 21 und mit seiner vorderen Stirnfläche an den ringförmigen Stirnflächen sowohl des Mantels 22 als auch der Spindel 3 an und ist gegenüber deren Außenumfang gering­ fügig zurückversetzt. Der Mantel 22 ist axial und in Dreh­ richtung fest bzw. formschlüssig mit der Spindel 3 verbunden, nämlich in einen erweiterten Bohrungsabschnitt am hinteren Spindelende eingesetzt.

Der Einsatzkörper 6 ist mit zwei Dichtungen 23, 24 gegenüber dem Gehäuse 5 abgedichtet. Eine Dichtung 23 liegt in einer Ringnut des Gehäuses 5 und an ihr gleitet der Außenumfang des Mantels 16. Die andere Dichtung 24 liegt dahinter zwischen zwei ringförmigen Stirnflächen des Gehäuses 5 und des Körpers 6. Die eine Stirnfläche ist gemäß Fig. 1 durch die Übergangs­ schulter zwischen den Stufen der Bohrung des Gehäuses 5 und die andere Stirnfläche durch die Stirnwand zwischen den Mänteln 16, 17 gebildet, so dass die Dichtung 24 Axialbewe­ gungen des Körpers 6 durch Gleiten an der Laufbahn für den Mantel 16 und ggf. auch am Außenumfang des Mantels 17 ausfüh­ ren kann. An der hinteren, freien Endfläche des Mantels 17 liegt die Feder 15 an, wobei der Mantel 17 frei vorsteht und nur durch die Dichtung 24 geführt ist. Das Anschlußstück 7 ist gegenüber der Spindel 3 mit einer einzigen Dichtung 25 abgedichtet, die in einer Ringnut am Außenumfang des Mantels 22 liegt und gegen den relativ zum Kanal 13 der Spindel 3 erweiterten Innenumfang der Spindel 3 abdichtet, aus welchem das Anschlußstück axial in Richtung 37 herausgezogen werden kann. Der Innenumfang des Anschlußstückes 7 ist über dessen Länge konstant. Jeder Gleitring 8 bzw. 9 hat rechteckige Querschnitte mit ununterbrochen plan parallelen Stirnflächen, die unmittelbar an die ununterbrochen zylindrischen Umfangs­ flächen anschließen. Die Radialerstreckung des Ringquer­ schnittes ist mindestens ein Drittel bis zweifach größer als die Axialerstreckung.

Zur Schmierung der Gleitflächen 11, 12 bzw. des Dichtspaltes 43 ist im Gehäuse 5 eine Leitung 27 als Bohrung vorgesehen, welche radial zur Achse 10 gemäß den Fig. 1 und 2 auch den Mantel 16 unmittelbar benachbart zum Mantel 17 durchsetzt. An die Leitung 27 ist eine externe Fluidleitung 28 ange­ schlossen, in welcher eine Steuerung 29 zwischengeschaltet ist, um den Zufluß des Schmierstoffes zu steuern. Über die Leitung 27 werden Depot-Mittel 30 intermittierend mit Schmierstoff nachgefüllt, der dann über einen längeren Zeitraum zur Schmierung des Spaltes 43 zur Verfügung steht und nach und nach in den Schmierspalt 43 radial innen ein­ dringt, von wo aus der Schmierstoff radial nach außen aus dem Spalt 43 herauswandern kann. Die Leitung 28 und die Steuerung sowie ein diese versorgender Schmierstoffspeicher können auch intern im Gehäuse 5 vorgesehen sein, um ggf. auf eine externe Leitung ganz verzichten zu können. Der Dichtspalt 43 wirkt als Drossel so, dass der Schmierstoff am radial inneren Austrittsbereich des Spaltes 43 im wesentlichen drucklos ist und Schmierstoff nicht in den Kanal 13 gelangen kann.

Für die Speicherung des Schmierstoff-Depots ist eine in ihren Querschnitten durchgehend ringförmige Kammer 31 vorgesehen, welche gemäß den Fig. 1 bis 3 ausschließlich zwischen den Körpern 6 bis 9 begrenzt ist und bis an die Dichtebene 20 reicht bzw. sich von der Dichtebene nur in Richtung 37 erstreckt. Die radial äußere, geringfügig abgestufte Kammer­ fläche 44 ist von der Leitung 27 durchsetzt und von den Innenumfängen des Mantels 16 sowie des Ringes 8 gebildet. Die radial innere Kammerfläche 45 ist durch den Außenumfang des Mantels 21 gebildet, der wie der Innenumfang des Mantels 16 über seine Länge konstante Querschnitte hat. Dadurch hat die Kammer 31 bis zum Ring 8 konstante Querschnitte und ist im Bereich des Ringes 8 verengt. Die vordere, stirnseitige Kammerfläche 47 wird durch die in der Ebene 20 liegende Stirnfläche des Ringes 9 und die hintere Kammerfläche 48 durch die Innenseite der Stirnwand zwischen den Mänteln 16, 17 gebildet. Die Durchflußquerschnitte der Kammer 31 sind kleiner als die des Kanales 13. Die Kammer 31 reicht dadurch bis an den Innenumfang der Ringe 8, 9 und des Dichtspaltes 43, so dass der Schmierstoff stets an diesen Innenumfängen ansteht.

Von der inneren Endfläche der Stirnwand bzw. des Mantels 17 und der gegenüberliegenden Endfläche des Mantels 21, die beide plan sind, ist gemäß den Fig. 1 bis 3 ein ringförmiger Spalt 50 gebildet, dessen Spaltweite weniger als zwei, einen oder einen halben Millimeter beträgt und über welchen der Kanal 13 mit den Mitteln 30, nämlich gemäß Fig. 1 entlang der Kammerfläche 48 mit der Kammer 31 permanent kommuniziert. Der Abstand der Leitung 27 von dieser Kammerfläche 48 entspricht der Spaltweite. Dadurch kann Fluid über den Spalt 50 in die Kammer 31 eindringen und von dort zum Dichtspalt 43 wandern, so dass dieses Fluid zur Schmierung beiträgt. Da die Kammer­ fläche 45 rotiert, erfolgt stets eine gute Durchmischung des Inhaltes der Kammer 31. Die Kammerfläche 45 kann durch Profilierung auch als Förderer ausgebildet sein, welcher den Schmierstoff in Richtung 36 fördert bzw. unter Druck an den Eingang des Dichtspaltes 43 anlegt.

Durch ein Ventil, wie ein unter Überdruck selbsttätig öffnen­ des und bei Nachlassen des Druckes unter Federkraft wieder schließendes Überdruckventil 38, wird durch die Leitung 28 Schmierstoff in die Leitung 27 und daher in die Kammer 31 gedrückt, der dann durch das Ventil 38 gegen Rückfluß ge­ sperrt wird. Beim Rotieren der Spindel 3 mit dem ggf. durch Formschluß festsitzend angeordneten Anschlußstück 7 gelangt der Schmierstoff von der in der Ebene 20 liegenden Stirnflä­ che des Ringes 9 radial nach außen in den Dichtspalt 43, durchwandert in einer radial nach außen gerichteten Spiralbe­ wegung diesen Spalt 43 und kann dann gemäß den Fig. 1 und 2 an der in der Ebene 20 liegenden Stirnfläche des Ringes 8 außerhalb des Dichtspaltes 42 sowie an der äußeren Umfangsfläche des Ringes 9 haften. Es können Mittel vorgesehen sein, welche den Schmierstoff von dieser Stelle dann als Leckage unter Umgehung der Lager 4 aus dem Spindelgehäuse 2 heraus abführen.

Gleichzeitig mit diesem Schmiervorgang wird über den Anschluß 14 Fluid durch den Kanal 13 gefördert, jedoch mit einem Druck, der höher als der Druck in der Kammer 31 gewählt werden kann, um zu verhindern, dass Schmierstoff durch den Spalt 50 in den Kanal 13 eintritt. Jede Dichtfläche 11 bzw. 12 umfaßt eine einteilige Flächenzone und diese ist nicht einteilig mit der Kammerfläche 44 des Körpers 6 bzw. der Kammerfläche 45 des Anschlußstückes 7 ausgebildet, so dass das Volumen des Depots bzw. der Kammer 31 größer als ein Drittel oder die Hälfte des Materialvolumens des Ringes 8 bzw. 9 gewählt werden kann. Außerdem erstreckt sich die Kammer 31 radial über den Ring 8 nach innen hinaus und axial über beide Ringe 8, 9 hinaus. Die innere Umfangsfläche des Mantels 18 schließt an die Ebene 20 bzw. die Dichtfläche 11 an. Die Gleitringe 8, 9 sind am jeweiligen Tragkörper 6 bzw. 7 gegen Drehung lediglich durch Haftung, wie Verklebung oder Preßsitz, gesichert. Die Kammer 31 hat gemäß den Fig. 1 bis 3 eine axial langgestreckte Form, wobei ihr jeweils auf einer Seite der Achse 10 im Axialschnitt erkennbarer Ringabschnitt im Verhältnis zu seiner Breite mindestens vier- oder sechsmal länger ist.

Gemäß Fig. 2 ist zum dichten Verschluß des entsprechend erweiterten Spaltes 50 eine ringförmige Dichtung 26 vorgese­ hen, die relativ zum Gehäuse 5 bzw. Körper 6 feststeht und an der die Endfläche des Einsatzkörpers 6 gleitet. Der Ring 26 besteht aus einem Werkstoff mit guten Gleit- und Dichteigen­ schaften, z. B. aus einem graphithaltigen Werkstoff, welcher weicher und weniger verschleißfest als der Werkstoff der Körper 6, 7 oder 8 bzw. 9 ist. Die Dichtung 24 ist hier wie die Dichtung 23 in einer Ringnut axial spielfrei festgelegt.

Die Mittel 30 umfassen hier eine weitere Kammer 32, welche von Kammerflächen 48, 49 des Gehäuses 5 und des Einsatzkör­ pers 6 sowohl stirnseitig als auch am Umfang begrenzt ist. Der Mantel 16 weist hier am Außenumfang nochmals eine Abstu­ fung auf, so dass sich ein ringförmiger Kammerspalt ergibt, welcher von der Leitung 27 radial durchsetzt ist und in Richtung 36 das hintere Ende der Kammer 31 mit Radialabstand umgreift. Am hinteren Ende ist die Kammer 32 radial nach innen abgewinkelt und am Innenumfang vom Außenumfang des am Gehäuse 5 gleitend geführten Mantels 17 begrenzt sowie durch dessen Dichtung 24 abgedichtet. Die Kammerflächen 48, 49 reichen nahezu bis zur axial stationären Dichtung 23.

Die beiden Kammern 31, 32 stehen permanent über den Bohrungs­ teil in Verbindung miteinander, welcher das innere Ende der Leitung 27 bildet und den dünnwandigeren Längsabschnitt des Mantels 16 durchsetzt. Dieser Längsabschnitt ist daher am Umfang die einzige Trennwand zwischen der Kammer 31 und der relativ dazu volumenkleineren Kammer 32. Da hier somit der Druck in den Kammern 31, 32 ausschließlich durch den Dicht­ spalt 43 entweichen kann, weist die Steuerung 29 stromabwärts vom Ventil 38 Mittel zur variablen Begrenzung des Druckes in der Leitung 28, nämlich ein Druckbegrenzungsventil 39, auf. Werden die Gleitflächen 11, 12 durch Gleitreibung abgetragen, so verschleißt der Mantel 21 die Dichtung 26 in gleichem Maße, wodurch letztere stets dicht bleibt. Die Dichtung 26 hat gleiche Innenquerschnitte wie der Mantel 21, steht über diesen jedoch radial nach außen vor. Dadurch wird die Dich­ tung 26 beim Verschleiß so abgetragen, dass sie eine an der Kammerfläche 45 gleitende Innenumfangsfläche bildet und so die Dichtwirkung noch weiter verbessert.

Gemäß Fig. 3 ist der Mantel 18 mit dem Innenumfang des Gleitringes 8 festsitzend verbunden, so dass dieser an einer Ringschulter am Außenumfang des Körpers 6 axial anliegt. Der Außenumfang des Gleitringes 8 greift axial gleitbar in den Innenumfang des Gehäuses 5 ein und ist unmittelbar mit der Dichtung 23 abgedichtet. Die Kammerfläche 44 ist durch den Innenumfang beider Mäntel 16, 18 gebildet und hat geringen Abstand von der Dichtebene 20, so dass der Schmierstoff radial nach außen durch einen Ringspalt in den Dichtspalt 43 fließen kann. In die Kammer 31 kann hier durch den Spalt 50 nur Fluid aus dem Kanal 13 übertreten, während diese Kammer 31 gegenüber den weiteren Kammern 32, 33 durch die Dichtung 42 abgedichtet ist. Die Mäntel 16, 17 haben gleiche Außen­ durchmesser, relativ zu welchen der Außendurchmesser des Mantels 18 enger ist.

Die zweite Kammer 32 ist flach ringscheibenförmig und von der hinteren Stirnfläche des Gleitringes 8, der gegenüberliegen­ den Stirnfläche des Gehäuses 5, dessen Innenumfangsfläche sowie dem Außenumfang des Mantels 16 begrenzt. In der stirn­ seitigen Begrenzung des Gehäuses 5 mündet die Leitung 27 im radial äußeren Bereich in die Kammer 32.

Die einander zugekehrten Stirnflächen der Gleitringe 8, 9 haben hier gleiche Außen- und Innendurchmesser, so dass sie über die Dichtflächen 11, 12 nicht vorstehen. Der Innenumfang des Gleitringes 8 schließt dicht an den Außenumfang des Mantels 18 an und der Gleitring 9 liegt ebenso festsitzend und dicht an einem Außenumfang eines mittleren Längsabschnit­ tes des Anschlußstückes 7 an, dessen Außenweite der des Mantels 18 gleicht und daher größer als beide Durchmesser der Kammer 31 ist.

Die Dichtfläche 11 ist von einer weiteren Kammer 33 unterbro­ chen, welche von einer im Querschnitt rechteckigen Ringnut in der Mitte der Breite der zugehörigen Stirnfläche und der Stirnfläche 12 begrenzt ist. Diese Kammer 33 ist über einen Verbindungskanal 34 mit der Kammer 32 und mit der Kammer 31 ausschließlich über die radial nach innen anschließende Ringzone des Dichtspaltes 43 verbunden. Der Verbindungskanal 34 durchsetzt den Gleitring 8 parallel zur Achse 10 und schließt im radial äußersten Bereich an den Nutboden der Kammer 33 an. Die Durchflußquerschnitte des Kanales 34 sind wesentlich kleiner als der Durchflußquerschnitt jeder der Kammern 31, 32, 33. Durch den Druck im Kanal 13 wird das Fluid daran gehindert, aus der Kammer 31 bzw. 33 den Spalt 50 bzw. die genannte, radial innere Ringzone des Dichtspaltes 43 bis in den Kanal 13 zu wandern. Der Schmierstoff kann sich von der Kammer 33 in entgegengesetzten Radialrichtungen im Dichtspalt 43 ausbreiten. Der Druck im Kanal 13 kann viel­ fach, z. B. mindestens 50-, 100- oder 150-fach höher als der Druck sein, mit dem der Schmierstoff in der Leitung 27 zugeführt wird und der höchstens 5 oder 2 bar beträgt.

Gemäß Fig. 4 weist der Einsatzkörper 6 lediglich den am Gehäuse 5 gleitenden Mantel 17 und den relativ dazu engeren Mantel 18 auf. Ferner sind nur die Kammern 32, 33 vorgesehen, wobei mehrere über den Umfang verteilte Verbindungskanäle 34 diese beiden Kammern 32, 33 miteinander ventilfrei permanent verbinden. Die Kanäle 34 durchsetzen den Boden der Kammer 33 im Anschluß an deren radial innere Umfangsbegrenzung. Die Dichtung 24 ist hier in einer Ringnut im Innenumfang des Gehäuses 5 axial festgelegt. Während gemäß den Fig. 1 bis 3 das Anschlußstück 7 mit dem Mantel 21 in den Mantel 16 ragt und länger als der Einsatzkörper 6 ist, sind gemäß Fig. 4 beide Körper 6, 7 gleich lang, wobei der Mantel 18 kürzer als der Mantel 17 bzw. 21 und der Mantel 21 kürzer als der Mantel 22 ist. Da die Kammer 33 Radialabstand sowohl vom inneren als auch vom äußeren Umfang des Dichtspaltes 43 hat, ergeben sich zwei konzentrische Dichtspalte. Die Mäntel 18, 21 bzw. die Körper 6, 7 haben axialen Abstand voneinander.

Gemäß Fig. 5 ist der mittlere Mantel 16 des Einsatzkörpers 6 als Ringbund ausgebildet, welcher über den Außenumfang beider Mäntel 17, 18 vorsteht und gegenüber dem Mantel 17 wesentlich kürzer ist, während seine Axialerstreckung gleich der des Gleitringes 8 bzw. 9 ist. Die hintere Stirnfläche des Mantels 16 begrenzt die dritte Kammer 31, die wie die übrigen Kammern 32, 33 nicht an den Kanal 13 angeschlossen, sondern außerdem vom Außenumfang des Mantels 17 wie auch von der inneren Stirnfläche und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 5 begrenzt ist. In den äußeren Umfang dieser Kammer 31 mündet die Leitung 27. Der Mantel 16 ist ebenfalls von dem Verbin­ dungskanal 34 durchsetzt, so dass der Schmierstoff von der Kammer 31 axial in Richtung 36 in die Kammer 33 gelangen kann. Diese ist hier als Unterbrechung der Dichtfläche 12 ausschließlich stromabwärts der Ebene 20 im Gleitring 9 vorgesehen, könnte sich aber auch gemäß Fig. 3 zusätzlich in den Ring 8 ausdehnen. Die Kammer 31 liegt zwischen der Dichtung 24 und einer weiteren Dichtung, die am Außenumfang des Mantels 16 anliegt. Die Kammer 32 liegt zwischen dieser weiteren Dichtung und der Dichtung 23.

Durch die Drehung des Ringes 9 wird der Schmierstoff in der Kammer 33 Zentrifugalkräften ausgesetzt, die ihn radial nach außen treiben. Dadurch wird der Schmierstoff in einen weite­ ren Verbindungskanal 35 gedrückt, welcher wie der Kanal 34 den Ring 8 axial so durchsetzt, dass er an den radial äußer­ sten Bereich der Kammer 33 außerhalb des Mantels 16 an­ schließt. Der Schmierstoff fließt durch den Kanal 35 entge­ gengesetzt zur Strömungsrichtung 36 im Kanal 34 in Richtung 37 in die Kammer 32, welche axial zwischen den Kammern 31, 33 liegt. Von der dem Ring 8 gegenüberliegenden Stirnfläche der Kammer 32 führt eine Leitung bzw. Bohrung aus dem Gehäuse 5 in eine interne oder externe Leitung, die ihrerseits an die Leitung 28 angeschlossen ist. Dadurch kann der Schmierstoff im Kreislauf durch die Kammern 31, 33, 32 fließen. Der hierfür erforderliche Förderdruck wird allein durch die Relativdrehung zwischen den Gleitringen 8, 9 erzeugt. In der Kreislaufleitung 28, 51 sind Mittel zur Abkühlung des Schmierstoffes, insbesondere ein Wärmetauscher 40, angeord­ net. Ferner kann an die Kreislaufleitung ein Druckspeicher angeschlossen sein, der mit Schmierstoff gefüllt und stets in die Kreislaufleitung stromabwärts des Wärmetauschers 40 geöffnet ist. Der Druckspeicher 41 kann z. B. ein Zylinder mit einem federbelasteten Kolben sein, welcher den Schmierstoff permanent in die Leitung 28 drückt. Der Druckspeicher 41 wird über das Ventil 38 nachgefüllt.

Während gemäß den Fig. 1 bis 3 der Einsatzkörper 6 und das Anschlußstück 7 einander axial übergreifen, liegen sie gemäß den Fig. 4 und 5 mit axialem Spaltabstand voneinan­ der entfernt. Auch die Kanäle 35 können in größerer Anzahl über den Umfang verteilt sein, z. B. so, dass die Kanäle 34, 35 über den Umfang abwechselnd vorgesehen sind. Das Gehäuse 5 ist zerstörungsfrei vom Spindelgehäuse 2 lösbar, so dass dann an der Innenseite des Gehäuses 5 der Ring 8 und am hinteren Ende der Spindel 3 der Ring 9 gut zugänglich frei liegen. Ihre Dichtflächen können dann gesäubert oder es können die Gleitringe 8, 9 bzw. Körper 6, 7 zerstörungsfrei ausgewech­ selt werden. Die Endfläche des Mantels 21 liegt gemäß den Fig. 4 und 5 in der Dichtebene 20.

Alle Merkmale jeder Ausführungsform können additiv oder in Kombination bei jeder der weiteren Ausführungsformen vorgesehen sein. Alle angegebenen Merkmale und Wirkungen können genau oder nur im wesentlichen bzw. etwa wie beschrieben vorgesehen sein und je nach den Erfordernissen auch stärker davon abweichen. Der Übersichtlichkeit halber sind die Radialerstreckungen in den Zeichnungen gegenüber den Axialer­ streckungen um etwa ein Drittel vergrößert dargestellt und unter Berücksichtigung dieser Verzerrung sind die dargestell­ ten Größenverhältnisse besonders günstig.

Claims (10)

1. Fluidzuführung für einen Spindelkopf mit zwei Grundkör­ pern, nämlich einem Gehäuse (5) zur Anordnung an dem Spindelgehäuse (2) und einem Anschlußstück (7) mit der Spindel (3), mit einem das Gehäuse (5) durchsetzenden Kanal (13) zum Anschluß an die Spindel (3), und mit einer den Kanal (13) schließenden Dichtung (42), die zwei einen Dichtspalt (43) begrenzende sowie mit Dicht­ pressung aneinander gleitende Dichtflächen (11, 12), nämlich eine erste und eine zweite Dichtfläche, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von Kammer­ flächen (44 bis 49) begrenzte Kammer (31 bis 33) zur Aufnahme eines Schmierstoffes für die Dichtflächen (11, 12) vorgesehen ist, dass die vom Kanal (13) gesonderte Kammer (31 bis 33) an den Dichtspalt (43) angeschlossen ist und dass insbesondere der Dichtspalt (43) relativ zum Kanal (13) abgeschirmt ist.

2. Fluidzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Dichtfläche (11, 12) jeweils einteilige Flächenzonen umfassen und dass wenigstens eine Kammerfläche (44, 45, 48, 49) mit den einteiligen Flächenzonen nicht einteilig ist, dass insbesondere die Kammerfläche (48) am Gehäuse (5) vorgesehen ist, und dass vorzugsweise das Gehäuse (5) mindestens einen Einsatzkörper (6, 8) aufweist, welcher die Kammerfläche (44 bis 48) bildet.

3. Fluidzuführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass mindestens eine der Dichtflächen (11, 12) an einem Gleitring (8, 9) vorgesehen ist und sich die Kammer (31, 32) über den Gleitring (8 bzw. 9) hinaus erstreckt, dass insbesondere die Kammer (31, 32) ring­ förmig ist und sich radial jenseits der Dichtflächen (11, 12) erstreckt, und dass vorzugsweise ein Ringab­ schnitt der Kammerfläche (31, 32) eine Radialerstreckung hat, die größer als ein Drittel bis die Hälfte der Radialerstreckung eines Ringabschnittes des Gleitringes (8 bzw. 9) ist, dessen Dichtfläche (11 bzw. 12) eintei­ lig ist.

4. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtfläche (11, 12) festsitzend an einem gesonderten Tragkörper (6 bzw. 7) angeordnet ist, dass insbesondere der Tragkörper (6 bzw. 7) mittels einer annähernd an die Dichtfläche (11 bzw. 12) anschließenden Umfangsfläche festsitzend mit der Dichtfläche (11, 12) verbunden ist, und dass vorzugsweise ein erster Tragkörper (6) gegen Drehung festsitzend an dem Gehäuse (5) angeordnet sowie ein zweiter Tragkörper (7) durch das Anschlußstück gebildet ist.

5. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringabschnitt einer Kammer (31) eine relativ zu seiner Radialerstreckung größere Länge hat, dass insbesondere ein Ringabschnitt einer Kammer (32) eine relativ zu seiner Radialerstrec­ kung kleinere Länge hat, und dass vorzugsweise ein Ringabschnitt einer Kammer (32) im Axialschnitt über seine Länge unterschiedliche Radialerstreckungen auf­ weist.

6. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (31) von zwei koaxialen Mänteln (16, 21) begrenzt ist, die entgegenge­ setzt vorstehen und relativ zueinander drehend angeord­ net sind, dass insbesondere eine Kammer (32) von dem Gehäuse (5) begrenzt ist, und dass vorzugsweise eine Kammer (31, 32) von einer Ringfläche eines Gleitringes (8) begrenzt ist, die außerhalb der aneinander gleiten­ den Dichtflächen (11, 12) liegt.

7. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (31) relativ zum Kanal (13) druckdicht abgedichtet ist, dass insbe­ sondere zwischen zwei relativ zueinander drehenden Stirnflächen und im Abstand von den Dichtflächen (11, 12) eine die Kammer (31) dicht schließende Gleitdichtung (26) angeordnet ist, und dass vorzugsweise die Gleit­ dichtung (26) stromaufwärts des Dichtspaltes (43) liegt.

8. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (31) mit dem Kanal (13) leitungsverbunden ist, dass insbesondere ein vom Kanal (13) zur Kammer (31) führender Übertrittsspalt (50) vorgesehen ist, und dass vorzugsweise der Über­ trittsspalt (50) im Abstand vom Dichtspalt (43) liegt.

9. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (31 bis 33) an eine interne oder externe Fluidleitung (28) für Schmier­ stoff, wie Schmierfett oder Schmieröl, angeschlossen ist, dass insbesondere in der Fluidleitung (28) ein Rückschlagventil (38) angeordnet ist, und dass vorzugs­ weise in der Fluidleitung (28) ein Steuergerät (29, 39) zur Druckbegrenzung des Fluids in der Kammer (31, 32) angeordnet ist.

10. Fluidzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (31 bis 33) an eine Kreislaufleitung (28, 51) angeschlossen ist, dass insbesondere in der Kreislaufleitung eine Kühleinrich­ tung (40) für das Fluid vorgesehen ist, und dass vor­ zugsweise mit dem Anschlußstück (7) ein Förderer für das Fluid verbunden ist.