DE102009020383A1 - Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch - Google Patents

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Jürgen Hilbinger
Günter Schmid
Martin Schreiber
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch, die als Drehlager oder Linearlager ausgeführt sein kann. Sie umfasst einen Stator (01) und einen relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer (03). Stator (01) und Läufer (03) weisen sich gegenüberstehende Kontaktflächen (07) auf, zwischen denen ein mit Hydraulikflüssigkeit füllbarer Spalt (09) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist ein zur Kühlung des Stators (01) bzw. der Statorwicklung (21) vorgesehener Kühlkanal (19) mit dem Spalt (09) und einem Hydraulikaggregat (19) zu einem Kreislauf verbunden, durch welchen die Hydraulikflüssigkeit förderbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Typische Einsatzbereiche der Erfindung sind gelagerte Linearführungen und Rundtischachsen, insbesondere Achsen aller Art, die einer hohen Last- und Gewichtskraftbelastung unterworfen sind, was ohne geeignete Kompensation zu einer deutlichen Reduzierung der Lebensdauer der Lagerung führen kann. Mögliche Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung sind in Werkzeug-, Textil- und Druckmaschinen, Sondermaschinen, Förderanlagen, Werkstückträgerumlaufsystemen, Nahrungsmittel-, Abfüll- und Verpackungsanlagen zu sehen.
  • Die DE 10 2006 036 051 A1 offenbart eine Rundtischlagerungs- und Antriebsvorrichtung mit einem auf einem Gestell drehbar gelagerten Rundtisch, zu dessen Lagerung eine Axial-Radial-Wälzlagerung sowie eine aktive Magnetlagerung vorgesehen sind, worunter eine mit Elektromagneten arbeitende Magnetlagerung verstanden wird. Die Magnetlagerung ist vorzugsweise radial außerhalb der Axial-Radial-Wälzlagerung angeordnet und mit einer Regeleinheit verbunden, welche ihrerseits Sensorsignale aus mindestens einem die Position und/oder den Bewegungszustand des Rundtisches erfassenden Sensor empfängt. Anhand der Ansteuerung der Magnetlagerung durch die Regeleinheit werden Gegenkräfte zur Kompensation der im Betrieb auftretenden mechanischen Schwingungen des Rundtisches erzeugt. Nachteilig für die aktive Magnetlagerung ist deren aufwendige Ausführung, sowohl was die Mechanik als auch den elektrischen Ansteuerstromkreis und die Regelung betrifft.
  • Aus der DE 10 2006 053 041 A1 ist eine Lagerungsanordnung bekannt, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, mit einem Stator und einem relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer, welche eine Wälzlagerung und eine Magnetlagerung umfasst. Die Magnetlagerung weist mehrere Permanentmagnete auf, welche voneinander beabstandet mit dem Stator bzw. Läufer verbunden und durch einen Luftspalt getrennt sind, wobei die gegenüberliegenden, relativ zueinander beweglich gelagerten Permanentmagnete auf deren einander zugewandten Seiten stets gleiche Pole besitzen. Dadurch werden magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Permanentmagneten erzeugt, was eine Entlastung der Wälzlagerung bewirkt. Diese passive Magnetlagerung ist einfacher in Ausführung und Funktion im Vergleich mit einer aktiven Magnetlagerung. Allerdings nachteilig ist es, dass sie nur in einer Richtung unterstützend wirkt.
  • Aus der DE 10 2005 024 004 A1 ist eine Drehlagereinrichtung, insbesondere für einen drehbaren Rundtisch einer Werkzeugmaschine, mit wenigstens einem Wälzlager bekannt, auf welches eine Axialkraft wirkt. Zur Erzeugung einer im Wesentlichen entgegengesetzt gerichteten Kompensationskraft ist eine Magneteinrichtung vorgesehen. Eine Ausführungsform dieser Magneteinrichtung umfasst mehrere Permanentmagnete, die an einem ersten drehbaren, vorzugsweise mit dem Rundtisch verbundenen Einrichtungsteil und an einem zweiten bezüglich dem ersten Einrichtungsteil stehenden Einrichtungsteil einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete mit ihren Polen so ausgerichtet sind, dass sie einander anziehen. In einer weiteren Ausführungsform dieser Drehlagereinrichtung ist die Magneteinrichtung durch die Permanentmagnete des scheibenförmigen Läufers eines als Scheibenläufer ausgeführten Torquemotors gebildet, welcher zum direkten Antrieb des Rundtisches eingesetzt wird. Dadurch werden ein integrierter Direktantrieb als auch die magnetische Entlastung des Wälzlagers erreicht.
  • So genannte Squeeze-Film-Dämpfer, bei denen ein Ölfilm zwischen Lagerteilen Schwingungen dämpft, sind aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannt.
  • Aus der Firmenschrift: „EMO News 2007", 2007-09, Schaeffler KG, ist ein Dämpfungselement bekannt, dessen Funktionsweise auf dem Squeeze-Effekt basiert. Die Wälzlagerung eines Rundtisches ist am Außenring mit einer zusätzlichen Scheibe verbunden, so dass zwischen dieser Scheibe und der drehenden Planscheibe des Rundtisches ein definierter enger Spalt entsteht. Ein dünner, durch ein Dichtungssystem gekapselter Ölfilm trennt die rotierende Rundtisch-Planscheibe vom feststehenden Dämfungselement.
  • Hydrostatische oder magnetische Lagerungen werden vorwiegend bei Linearführungen, insbesondere bei hohen Lasten, und wenn Reibungskräfte, -momente und -wärme störend sind, verwendet. Bei Rundtischen wirken diese Lager ausschließlich in eine Richtung unterstützend. Allerdings weisen die hydrostatischen Lager gute Dämpfungseigenschaften auf, wobei es nachteilig ist, dass sie Hydraulikabschlüsse und -aggregate benötigen, was zusätzliche Kosten verursacht.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Lagerungsanordnung für Maschinentische mit Kompensation der mechanischen Schwingungen und/oder Entlastung von den durch den Maschinentisch wirkenden mechanischen Kräften zu schaffen, die gleichzeitig eine effiziente Kühlung der Antriebseinrichtung gestattet
  • Die genannte Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung weist einen Stator und einen relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer auf, wobei der Läufer und der Stator sich gegenüberstehende Kontaktflächen besitzen, zwischen denen ein mit Hydraulikflüssigkeit füllbarer Spalt ausgebildet ist.
  • Weiterhin weist der Stator eine mittels Kühlkanälen kühlbare Statorwicklung auf. Die Kühlkanäle verlaufen dabei entweder durch die Statorwicklung hindurch oder um diese herum.
  • Erfindungsgemäß bilden die Kühlkanäle der Statorwicklung mit dem Spalt und einem Hydraulikaggregat einen Kreislauf, durch welchen die Hydraulikflüssigkeit förderbar ist.
  • Der Spalt ist entweder als Squeeze-Film-Dämpfer oder als hydrostatisches Lager ausgeführt.
  • Damit wird die Hydraulikflüssigkeitsversorgung des Spaltes mit der Kühlung der Statorwicklung kombiniert. Dies erspart einerseits die Kosten für eine separate Hydraulikflüssigkeitsversorgung und schafft andererseits eine kompakte Ausführung, was den benötigten Raum für die Lagerungsanordnung reduziert.
  • Vorzugsweise ist der Spalt mittels Zulauf- und Ablaufbohrungen in Reihe mit den Kühlkanälen des Stators verbunden, wobei eine Parallelschaltung der Spalt- und der Kühlmittelversorgung ebenso möglich ist. In beiden Fällen muss die Hydraulikflüssigkeit (z. B. Öl) Eigenschaften aufweisen, welche eine gleichzeitige Verwendung zur Kühlung des Stators ermöglichen.
  • Die Hydraulikflüssigkeit wird in den Spalt zwischen den Kontaktflächen geleitet, wo sie sich ausbreitet und durch innere Reibung bei schwingendem Maschinentisch eine Dämpfung und eine axiale Gegenkraft auf die Lagerung verursacht, was in einer zumindest geringfügigen Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit resultiert. Die Hydraulikflüssigkeit wird weiter zum Stator geleitet, wobei sie Verlustwärme aufnimmt, die in den Statorwicklungen entsteht. Von dort gelangt die Hydraulikflüssigkeit über die mindestens eine Ablaufbohrung zurück in ein Hydraulikaggregat. Die Hydraulikflüssigkeit hat damit die Aufgabe, sowohl den Stator zu kühlen als auch den schwingenden Maschinentisch zu dämpfen bzw. hydrostatisch zu lagern.
  • Darüber hinaus kann die Hydraulikflüssigkeit in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch für die Schmierung der für die Lagerung des Läufers im Stator vorgesehenen Wälzlager genutzt werden, wenn der Kreislauf entsprechend ausgelegt ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung weist der Kreislauf eine Reihenschaltung vom Spalt mittels einer Zulauf- und einer Ablaufbohrung mit den Kühlkanälen des Stators auf. Das Hydraulikaggregat dient gleichzeitig zur Kühlung des Stators und Versorgung des Spaltes mit Hydraulikflüssigkeit.
  • Das Hydraulikaggregat umfasst vorzugsweise folgende wichtige funktionale Komponenten. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt aus einer Ablaufbohrung über einen Tank in ein Kühlaggregat, durch welches sie gekühlt wird. Anstelle eines Kühlaggregats kann auch ein Wärmetauscher eingesetzt werden. Von dort wird die Hydraulikflüssigkeit durch eine Pumpe über einen Filter und einen Speicher mittels eines Regelventils in eine Zulaufbohrung mit geregeltem hydraulischem Druck gefördert.
  • Darüber hinaus kann die Hydraulikflüssigkeitszufuhr des Spaltes mittels des Regelventilventils im Volumenstrom gesteuert sowie gänzlich ein- oder ausgeschaltet werden. Damit wird der Vorteil erzielt, dass für einen Betriebsfall, in dem keine Dämpfung erforderlich ist oder gar diese nachteilig sein könnte, der Spalt frei von Hydraulikflüssigkeit geschaltet werden kann. Dies kann beispielsweise für schnelle Drehbewegungen, für Wartungsarbeiten, im Not-Ausfall oder bei Maschinenstillstand zweckmäßig sein. Bei Druckabfall oder bei Maschinenstillstand kann der Maschinentisch um einen kleinen Weg absinken, wobei hier durch Abstandshalter verhindert werden kann, dass die angrenzenden Flächen bzw. die Kontaktflächen komplett aufeinander aufliegen. In diesem Fall müsste durch einen Kurzschluss ggf. der Kühlkreislauf für den Motor aufrechterhalten werden.
  • Weitere für den Betrieb ebenso erforderliche Komponenten des Hydraulikaggregates, wie Steuerungs- und Überwachungsgeräte, Bedienpult, Anzeigegeräte und Stromversorgung werden hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher betrachtet.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ist der füllbare Spalt ein Squeeze-Film-Dämpfer, der mittels Zulauf- und einer Ablaufbohrungen in Reihe mit den Kühlkanälen des Stators geschaltet ist. Die Kontaktflächen des Squeeze-Film-Dämpfers sind vorzugsweise aus Stahl, können jedoch auch aus anderen Metallen, wie beispielsweise aus Nichteisenmetall, oder aus Kunststoffen oder Keramik ausgeführt sein. Der Läufer und der Stator bilden vorzugsweise einen Torquemotor mit Innenläufer, obwohl auch andere Ausführungsformen, wie z. B. Torquemotor mit Außenläufer möglich sind. Der Läufer ist vorzugsweise mittels eines Axial-Radial-Zylinderrollenlagers relativ zum Stator gelagert. Allerdings kommen in abgewandelten Ausführungsformen auch andere Lagerbauformen, wie z. B. zweireihige Schrägkugellager zum Einsatz.
  • Die Hydraulikflüssigkeit wird durch das Hydraulikaggregat in die Kühlkanäle der Statorwicklung gepumpt, wobei Werte des hydraulischen Drucks bis zu 600 bar möglich sind. Sie umströmt und kühlt damit den Stator, wobei von dort in den Spalt gelingt. Die Hydraulikflüssigkeit breitet sich zwischen den Kontaktflächen und bewirkt eine Dämpfung der mechanischen Schwingungen des Maschinentisches, die im Laufe des Betriebes infolge der Bearbeitungsprozesse entstehen.
  • Weiterhin kann die Lagerungsanordnung mit einem Magnetmittel versehen werden, durch welches der Läufer und der Stator im Bereich der Kontaktflächen aufeinander zu gedrängt sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der füllbare Spalt ein hydrostatisches Lager, welches die axiale Lagerung realisiert und den Drehtisch in vertikaler Richtung abstützt. Das Magnetmittel ist durch innerhalb der Kontaktflächen gegenüberliegend angeordnete, sich gegenseitig anziehende Permanentmagnete gebildet, durch welche das hydrostatische Lager in axialer Richtung vorgespannt wird. Dadurch ist das hydrostatische Lager nicht nur in beiden Richtungen belastbar, sondern weist gleichzeitig eine höhere Verkippsteifigkeit auf, als ein reines hydrostatisches Lager. Bei dieser Ausführungsform kann vorteilhafterweise gänzlich auf die axialen Wälzlager verzichtet werden.
  • Das hydrostatische Lager wird durch Zulauf- und Ablaufbohrungen in Reihe mit den Kühlkanälen der Statorwicklung durch ein Hydraulikaggregat mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Die Kontaktflächen weisen mindestens eine Zulauf- und eine Ablaufbohrung auf, durch welche Hydraulikflüssigkeit mit einer regelbaren Pumpe des Hydraulikaggregates in den Spalt förderbar ist, wobei hier auch Werte für den hydraulischen Druck bis zu 600 bar möglich sind. In dieser Ausführungsform können die Kontaktflächen zusätzlich zu den oben angegebenen Materialen auch aus Keramik gefertigt sein.
  • Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung insbesondere für Rundachsen beschrieben, wobei die bevorzugten Ausführungsformen sinngemäß auch auf Linearachsen angewendet werden können.
  • In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung mit einem hydrostatischen Lager umfasst das Magnetmittel eine am Stator angeordnete Statorpermanentmagnetgruppe und eine gegenüberliegende am Läufer angeordnete Läuferpermanentmagnetgruppe, welche auf den Kontaktflächen aufgebracht oder integral mit diesen ausgebildet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Permanentmagnetgruppen durch den Spalt getrennt sind und an den einander zugewandten Seiten unterschiedliche Magnetpole besitzen. Die Permanentmagnete können beispielsweise aus den Magnetstoffen NdFeB, SmCo oder Hartferrit bestehen. Diese sind bezüglich der Kontaktflächen senkrecht magnetisiert.
  • Des Weiteren können die Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen durch radial voneinander mit unmagnetischem Füllmittel beabstandete Permanentmagnete gebildet werden. Das Füllmittel kann polymeres Vergussmaterial, wie beispielsweise Epoxydharz, Polyurethan oder Silikon sowie Keramik, thermoplastischer Kunststoff oder Glas sein.
  • Bei rotierenden Achsen können die Permanentmagnete als Magnetringe ausgeführt werden. Durch die Anziehungskräfte zwischen den beiden Permanentmagnetgruppen werden der Läufer und der Stator im Bereich der Kontaktflächen aufeinander zu gedrängt. Dadurch wird eine Entlastung des zur Lagerung des Läufers angewendeten Lagers erzielt, wobei die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung in beiden Richtungen belastbar wird und eine höhere Verkippsteifigkeit aufweist. Diese Anordnung hat die Vorteile, dass die axiale Abstützung hydrostatisch realisiert wird, was die Lebensdauer der Lagerungsanordnung insgesamt erhöht.
  • Im Gegensatz zur Integration des oben beschriebenen Magnetmittels an den Kontaktflächen der Lagerungsanordnung ist auch eine separate Ausführung des Magnetmittels möglich. In diesem Fall wird das Magnetmittel außerhalb der Kontaktflächen angeordnet, was jedoch einen größeren Einbauraum beansprucht.
  • In einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ist der füllbare Spalt wiederum ein Squeeze-Film-Dämpfer, wobei der Stator und der Läufer als planar gestalteter Torquemotor (Scheibenläufermotor) ausgeführt sind und das Magnetmittel durch die Permanentmagnete des Torquemotors gebildet ist. Bei dieser besonderen Ausführungsform weist der Torquemotor einen horizontal angeordneten scheibenförmigen Läufer auf und wird zum direkten Antrieb des Maschinentisches eingesetzt. Dabei ist die Integration des Direktantriebs und der Magnetmittel in einer Lagerungseinheit vorteilhaft. Hier kann beim Radial-/Axial-Rundtischlager auf eine axial wirkende Lagerreihe verzichtet werden. Dies bedeutet einen reduzierten Material- und Wartungsaufwand.
  • Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch mit einem Squeeze-Film-Dämpfer;
  • 2 eine Detailansicht von 1 mit einem Hydraulikaggregat in schematischer Darstellung;
  • 3 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch mit einem hydrostatischen Lager;
  • 4 eine Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung mit einem Scheibenläufermotor und einem Squeeze-Film-Dämpfer mit Magnetmittel.
  • 1 zeigt eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch mit einem Squeeze-Film-Dämpfer, die als Rundtischlagerungsanordnung ausgebildet ist. Die Lagerungsanordnung umfasst einen Stator 01 und einen relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer 03. Zwischen Stator 01 und Läufer 03 ist ein Axial-Radial-Zylinderrollenlager 05 vorgesehen.
  • Der Stator 01 und der Läufer 03 sind mit als Platten ausgeführten Kontaktflächen 07 versehen, welche voneinander beabstandet und radial außerhalb des Axial-Radial-Zylinderrollenlagers 05 angeordnet sind. Zwischen den Kontaktflächen 07 verbleibt ein mit Hydrauliköl füllbarer Spalt 09. Die Kontaktflächen weisen weiterhin eine Zulaufbohrung 13 und eine Ablaufbohrung 11 auf, welche für die Hydraulikölzu- und -abfuhr vorgesehen sind. Selbstverständlich muss der Spalt 09 zur Aufrechterhaltung des Hydrauliköldruckes abgedichtet sein.
  • Aus 1 ist weiterhin ersichtlich, dass die Zulauf- und Ablaufbohrungen 13, 11 mit Kühlkanälen 15 in Reihe geschaltet sind, die eine Kühlmittelzufuhr zu einer Statorwicklung 17 gestatten. Der Läufer 03 und der Stator 01 sind bei der dargestellten Ausführungsform als Torquemotor mit Innenläufer ausgebildet.
  • Das Hydrauliköl wird über die Zulaufbohrung 13 in den Spalt 09 geleitet, wobei es sich in dem Spalt 09 ausbreitet und eine Dämpfung der mechanischen Schwingungen des Maschinentisches bewirkt. Weiter wird das Hydrauliköl vorzugsweise mit regelbarem Druck durch die Kühlkanäle 15 gepumpt, umströmt die Statorwicklung 17 und nimmt damit Verlustwärme der Statorwicklung 17 auf. Das Hydrauliköl wird dann über die Ablaufbohrung 11 zurück zu einem nicht dargestellten Hydraulikaggregat geführt. Das Hydrauliköl hat damit die doppelte Funktion, die Statorwicklung 17 zu kühlen und die mechanischen Schwingungen des Drehtisches zu dämpfen.
  • 2 zeigt eine Detailansicht der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung mit einer schematischen Darstellung der Komponenten des Haydraulikaggregates. Hier ist es wieder zu erkennen, dass der Spalt 09 mittels Zulauf- und Ablaufbohrungen 13, 11 in Reihe mit den Kühlkanälen 15 der Statorwicklung 17 verbunden ist. Der Kreislauf ist an einem Hydraulikaggregat 19 angeschlossen. Es bildet sich ein Kreislauf, durch welchen das Hydrauliköl gekühlt und gefördert wird.
  • Das Hydraulikaggregat 19 umfasst eine Kühleinheit 21, welche das Hydrauliköl aus einem mit der Ablaufbohrung 11 verbundenen Tank 23 kühlt. Von dort wird das Hydrauliköl mittels einer mit einem Motor 25 angetriebene Pumpe 27 über einen Filter 29 und einen Ölspeicher 31 anhand eines Regelventils 33 in die Zulaufbohrung 13 vorzugsweise mit geregeltem hydraulischem Druck gepumpt.
  • 3 zeigt eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung mit einem hydrostatischen Lager mit magnetischer Vorspannung, die als Rundtischlagerungsanordnung ausgebildet ist. Im Vergleich mit der Ausführungsform gemäß 1 ist der füllbare Spalt 09 als ein hydrostatisches Lager ausgebildet. Dadurch kann vorteilhafterweise gänzlich auf die axialen Komponenten der Wälzlagerung verzichtet und ein Radialzylinderrollenlager 35 zwischen Stator 01 und Läufer 03 vorgesehen sein, welches Radialkräfte aufnehmen kann.
  • Die Kontaktflächen 07 des füllbaren Spalts 09 sind in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung mit hydrostatischem Lager mit einem Magnetmittel versehen. Das Magnetmittel umfasst eine am Stator 01 angeordnete Statorpermanentmagnetgruppe und eine gegenüberliegende am Läufer 03 angeordnete Läuferpermanentmagnetgruppe, welche auf den Kontaktflächen 07 aufgebracht sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Permanentmagnetgruppen durch den Spalt 09 getrennt sind und an den einander zugewandten Seiten unterschiedliche Magnetpole besitzen.
  • Die Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen umfassen als konzentrische Magnetringe ausgeführte Permanentmagnete 37, welche in radialer Richtung durch ein Füllmittel 39 voneinander beabstandet auf den Kontaktflächen 07 angeordnet sind. Zwischen den durch die Permanentmagnete 37 und das Füllmittel 39 bestimmten Flächen verbleibt der mit Hydrauliköl füllbare Spalt 09. Die Permanentmagnete 37 und das Füllmittel 39 bilden ebene, präzise Flächen, welche den Spalt 09 mit konstanter Breite begrenzen. Weiterhin weist die Statorpermanentmagnetgruppe eine Zulaufbohrung 13 und eine Ablaufbohrung 11 auf, welche für die Hydraulikölzu- und -abfuhr vorgesehen sind. Selbstverständlich muss auch hier der Spalt 09 zur Aufrechterhaltung des Hydraulikdruckes abgedichtet sein.
  • Die Zulauf- und Ablaufbohrungen 13, 11 bilden auch in dieser Ausführungsform mit den Kühlkanälen 15 einen Kreislauf, was die Integration der Kühlung der Statorwicklung 17 mit der Hydraulikölversorgung des Spaltes 09 ermöglicht.
  • Durch die Anziehungskräfte zwischen der Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppe sind der Läufer 03 und der Stator 01 im Bereich ihrer Kontaktflächen 07 aufeinander zu gedrängt. Die Lagerungsanordnung wird damit in beiden Richtungen belastbar und weist eine hohe Verkippsteifigkeit auf. Dies erzielt eine axiale Abstützung des Radialzylinderrollenlagers 35. Da in radialer Richtung keine so hohen Kräfte wirken wie in axialer Richtung, ist die Anwendung des einreihigen Radialzylinderrollenlagers 35 zur Zentrierung und Führung des Drehtisches möglich.
  • 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Lagerungsanordnung mit Squeeze-Film-Dämpfer mit Magnetmittel wiederum in einer vereinfachten Querschnittsansicht. Im Unterschied zu den in 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen sind der Stator 01 und Läufer 03 als ein planar gestalteter Torquemotor (Scheibenläufermotor) ausgeführt, wobei das Magnetmittel durch scheibenförmige Permanentmagnete 41 des Läufers gebildet ist, welche horizontal gegenüber einer auch horizontal orientierten Statorwicklung 43 angeordnet sind. Durch die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Permanentmagneten 41 und der Statorwicklung 43 sind der Läufer 03 und der Stator 01 im Bereich ihrer Kontaktflächen 07 aufeinander zu gedrängt. Der Läufer 03 ist hier mittels eines Radial-/Axial-Rundtischlagers 45 bezüglich des Stators 01 gelagert. Durch die Einleitung von Hydrauliköl in den Spalt 09 wird ebenso wie in der Ausführungsform gemäß 3 eine axiale Entlastung der Lagerungsanordnung erzielt. Bei dieser Ausführungsform kann beim Radial-/Axial-Rundtischlager 45 auf eine axial wirkende Lagerreihe verzichtet werden, was eine Reduzierung vom Material- und Wartungsaufwand bedeutet.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist der Squeeze-Film-Dämpfer auch wie die Ausführungsformen in 1 und 3 mit der Hydraulikölzuführung für die Statorkühlung gekoppelt.
    • 01
    Stator
    03
    Läufer
    05
    Axial-Radial-Zylinderrollenlager
    07
    Kontaktfläche
    09
    Spalt
    11
    Ablaufbohrung
    13
    Zulaufbohrung
    15
    Kühlkanal
    17
    Statorwicklung
    19
    Hydraulikaggregat
    21
    Kühleinheit
    23
    Tank
    25
    Motor
    27
    Pumpe
    29
    Filter
    31
    Ölspeicher
    33
    Regelventil
    35
    Radialzylinderrollenlager
    37
    Permanentmagnet
    39
    Füllmittel
    41
    Permanentmagnet
    43
    Statorwicklung
    45
    Radial-/Axial-Rundtischlager
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006036051 A1 [0003]
    • - DE 102006053041 A1 [0004]
    • - DE 102005024004 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „EMO News 2007”, 2007-09, Schaeffler KG [0007]

Claims (10)

  1. Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch mit einem Stator (01) und einem relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer (03), die sich gegenüberstehende Kontaktflächen (07) aufweisen, zwischen denen ein mit Hydraulikflüssigkeit füllbarer Spalt (09) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (01) eine mittels Kühlkanälen (15) kühlbare Statorwicklung (17) umfasst, wobei die Kühlkanäle (15) mit dem Spalt (09) und einem Hydraulikaggregat (19) einen Kreislauf bilden, durch welchen die Hydraulikflüssigkeit förderbar ist.
  2. Lagerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Spalt (09) eine Zulaufbohrung (13) und eine Ablaufbohrung (11) vorgesehen sind, welche in den Kreislauf integriert sind.
  3. Lagerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufbohrung (11) eine Verbindung mit den Kühlkanälen (15) aufweist.
  4. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Linearlager ausgebildet ist.
  5. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rotativlager ausgebildet ist.
  6. Lagerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Magnetmittel (37, 41) umfasst, durch welches der Läufer (01) und der Stator (03) im Bereich der Kontaktflächen (07) aufeinander zu gedrängt sind.
  7. Lagerungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetmittel (37) eine am Stator (01) angeordnete Statorpermanentmagnetgruppe und eine gegenüberliegende am Läufer (03) angeordnete Läuferpermanentmagnetgruppe aufweist, welche auf den Kontaktflächen (07) aufgebracht oder integral mit diesen ausgebildet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen durch den Spalt (09) getrennt sind und an den einander zugewandten Seiten unterschiedliche Magnetpole besitzen.
  8. Lagerungsanordnung nach dem auf Anspruch 5 rückbezogenen Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (01) und der Läufer (03) einen planar gestalteten Torquemotor bilden, wobei das Magnetmittel durch Permanentmagnete (41) des Torquemotors gebildet ist.
  9. Lagerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin zwischen dem Stator (01) und dem Läufer (03) ein Wälzlager (05, 35, 45) vorgesehen ist und das Wälzlager (05, 35, 45) in den Kreislauf eingebunden ist, wobei es durch die Hydraulikflüssigkeit geschmiert wird.
  10. Lagerungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager ein Axiallager, ein Radiallager (35) oder ein Radial-Axiallager (05, 45) ist.
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