DE102009020384A1 - Bearing arrangement e.g. radial axial-thrust bearing, for machine table, has rotor movably supported by stator, where rotor and stator are pushed with respect to each other in area of contact areas - Google Patents

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Günter Schmid
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Abstract

The arrangement has a rotor (03) movably supported by a stator (01). The rotor and the stator exhibit opposite contact areas (07). A gap (09) is formed between the contact areas, and is filled with hydraulic fluid. The rotor and the stator are pushed with respect to each other in an area of contact areas by a permanent magnet (11). The stator and the rotor form a planar switched torque motor. A roller bearing (05) is provided between the stator and the rotor. The magnet is formed by magnetic attraction forces between primary and secondary parts of a planar arranged torque motor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a storage arrangement for a machine table according to the preamble of claim 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.typical Areas of application of the invention are mounted linear guides And rotary tables, especially axes of all kinds, the high Load and weight load are subjected, which without suitable Compensation for a significant reduction in the life of the Storage can lead. Possible applications for the present invention are in tool, textile and printing presses, special machines, conveyor systems, workpiece carrier circulation systems, Food, bottling and packaging equipment to see.

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 mechani schen 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.The DE 10 2006 036 051 A1 discloses a Rundtischlagerungs- and drive device with a rotatably mounted on a frame round table, for the storage of an axial-radial roller bearing and an active magnetic bearing are provided, which is understood to mean a working with electromagnet magnetic bearing. The magnetic bearing is preferably arranged radially outside of the axial-radial rolling bearing and connected to a control unit, which in turn receives sensor signals from at least one of the position and / or the state of motion of the rotary table detecting sensor. Based on the control of the magnetic bearing by the control unit counter forces are generated to compensate for the mechanical vibrations occurring during operation of the rotary table. A disadvantage of the active magnetic bearing is its complex design, both in terms of the mechanics and the electrical control circuit and the scheme.

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.From the DE 10 2006 053 041 A1 a storage arrangement is known, in particular for a machine tool, with a stator and a relative to this movably mounted rotor, which comprises a roller bearing and a magnetic bearing. The magnetic bearing has a plurality of permanent magnets, which are spaced from each other connected to the stator or rotor and separated by an air gap, wherein the opposite, relative to each other movably mounted permanent magnets on their sides facing each other always have the same poles. As a result, magnetic repulsion forces are generated between the permanent magnets, which causes a relief of the rolling bearing. This passive magnetic bearing is simpler in design and function compared to an active magnetic bearing. However, it is disadvantageous that it only supports in one direction.

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.From the DE 10 2005 024 004 A1 is a pivot bearing device, in particular for a rotatable rotary table of a machine tool, known with at least one rolling bearing on which an axial force acts. To generate a substantially oppositely directed compensation force, a magnetic device is provided. An embodiment of this magnetic device comprises a plurality of permanent magnets which are arranged opposite one another on a first rotatable device part preferably connected to the rotary table and on a second device part standing relative to the first device part, the permanent magnets being aligned with their poles in such a way that they attract each other. In a further embodiment of this rotary bearing device, the magnetic device is formed by the permanent magnets of the disc-shaped rotor of a running as a pancake torque motor, which is used for direct drive of the rotary table. This achieves an integrated direct drive as well as the magnetic relief of the rolling bearing.

So genannte Squeeze-Film-Dämpfer, bei denen ein Ölfilm zwischen Lagerteilen Schwingungen dämpft, sind aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannt.So called squeeze film damper, where an oil film between bearing parts dampens vibrations are from the Machine tool construction known.

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.From the company brochure: "EMO News 2007", 2007-09, Schaeffler KG , a damping element is known whose operation is based on the squeeze effect. The rolling bearing of a rotary table is connected to the outer ring with an additional disc, so that a defined narrow gap is formed between this disc and the rotating face plate of the rotary table. A thin oil film encapsulated by a sealing system separates the rotating rotary table from the fixed damping element.

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.Hydrostatic or magnetic bearings are predominantly used in linear guides, especially at high loads, and when friction forces, - Moments and heat are disturbing, used. at Rotary tables these camps work in one direction only supportive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Lagerungsanordnung für Maschinentische zu schaffen, welche eine Kompensation der mechanischen Schwingungen des Maschinentisches und die Entlastung von den durch den Maschinentisch wirkenden mechanischen Kräften vorteilhaft miteinander kombiniert und das Wälzlager entlastet.The The object of the invention is thus to provide an improved storage arrangement to create for machine tables, which is a compensation the mechanical vibrations of the machine table and the discharge advantageous from the mechanical forces acting through the machine table combined and relieved the rolling bearing.

Die genannte Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.The This object is achieved by a storage arrangement for a machine table according to the attached Claim 1 solved.

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 ist die Lagerungsanordnung mit einem Magnetmittel versehen, durch welches der Läufer und der Stator im Bereich der Kontaktflächen aufeinander zu gedrängt sind.The Inventive storage arrangement has a Stator and a relative to this movably mounted runner with the rotor and the stator facing each other Have contact surfaces, between which one with hydraulic fluid fillable gap is formed. Furthermore, the storage arrangement provided with a magnetic means through which the rotor and the stator in the region of the contact surfaces on each other are too crowded.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der füllbare Spalt ein Squeeze-Film-Dämpfer. Das Magnetmittel wird durch die magnetischen Anziehungskräfte zwischen Primär- und Sekundärteil eines planar gestalteten Torgemotors (Scheibenläufermotor) gebildet. Bei dieser Ausführungsform kann beim Radial-/Axial-Rundtischlager auf eine axial wirkende Lagerreihe verzichtet werden. Dies bedeutet einen reduzierten Material- und Wartungsaufwand.In a first preferred embodiment is the fillable Split a squeeze film damper. The magnet means is through the magnetic attractions between primary and secondary part of a planar designed Torgemotors (pancake motor) educated. In this embodiment, in the radial / axial rotary table bearing be dispensed with an axially acting bearing row. This means one reduced material and maintenance costs.

Die Kontaktflächen des Squeeze-Film-Dämpfers sind vorzugsweise aus Stahl, können jedoch auch aus anderen Metallen, wie beispielsweise aus Nichteisenmetall, 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.The Contact surfaces of the squeeze film damper are preferably made of steel, but can also be made of others Metals, such as non-ferrous metal, of plastics or Ceramics be executed. The runner and the stator preferably form a torque motor with internal rotor, although other embodiments, such as. B. torque motor with external rotor are possible. The runner is preferably by means of an axial-radial cylindrical roller bearing stored relative to the stator. However, come in modified Embodiments also other types of bearings, such. B. Double row angular contact ball bearings are used.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die axiale Lagerung durch ein hydrostatisches Lager realisiert, welches den Drehtisch in vertikaler Richtung abstützt. Die Magnetmittel sind innerhalb der Kontaktflächen gegenüberliegend angeordnete, sich gegenseitig anziehende Permanentmagnete, 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 mit einem Hydraulikversogungsmittel verbunden.In a second preferred embodiment of the invention the axial bearing is realized by a hydrostatic bearing, which supports the turntable in the vertical direction. The magnetic means are arranged opposite each other within the contact surfaces, mutually attracting permanent magnets through which the hydrostatic Bearing is biased in the axial direction. This is the hydrostatic Bearing not only loadable in both directions, but points at the same time a higher tilt stiffness than a pure hydrostatic bearing. In this embodiment can advantageously completely can be dispensed with the axial bearings. The hydrostatic Bearing is through inlet and outlet bores with a Hydraulikversogungsmittel connected.

In dieser Ausführungsform können die Kontaktflächen zusätzlich zu den oben angegebenen Materialen auch aus Keramik gefertigt sein.In In this embodiment, the contact surfaces in addition to the above materials also made Be made ceramic.

Die Kontaktflächen der Lagerungsanordnung weisen für die hydrostatische Lagerung mindestens eine Zulauf- und eine Ablaufbohrung auf, durch welche Hydraulikflüssigkeit mit einer regelbaren Pumpe in den Spalt förderbar ist, wobei Werte für den hydraulischen Druck bis zu 600 bar möglich sind.The Contact surfaces of the storage arrangement have for the hydrostatic bearing at least one inlet and one drain hole on, by which hydraulic fluid with a controllable Pump is pumped into the gap, taking values for the Hydraulic pressure up to 600 bar are possible.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hydraulikversorgung des Squeeze-Film-Dämpfers oder des hydrostatischen Lagers mit einer Kühleinrichtung für den Stator verbunden.In Another preferred embodiment is the hydraulic supply Squeeze Film Damper or Hydrostatic Bearing with connected to a cooling device for the stator.

Vorzugsweise sind die Zulauf- und Ablaufbohrungen in Reihe mit Kühlkanälen des Stators verbunden, wobei eine Parallelschaltung des hydrostatischen Lagers 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.Preferably the inlet and outlet bores are in series with cooling channels connected to the stator, wherein a parallel circuit of the hydrostatic Warehouse and the coolant supply also possible is. In both cases, the hydraulic fluid must (eg oil) have properties which are simultaneous Use to cool the stator.

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. Darüber hinaus kann die Hydraulikflüssigkeit auch für die Schmierung der Wälzlager genutzt werden, wenn die Kreisläufe entsprechend ausgelegt werden.The Hydraulic fluid gets into the gap between the contact surfaces directed, where it spreads and by internal friction at swinging machine table a damping and an axial counterforce on the storage causing, resulting in at least a slight warming the hydraulic fluid results. The hydraulic fluid continues to the stator, absorbing heat loss, which arises in the stator windings. From there, the hydraulic fluid passes the at least one drain hole back into a hydraulic unit. The hydraulic fluid has the task, both to cool the stator as well as the swinging machine table to dampen. In addition, the hydraulic fluid also used for the lubrication of rolling bearings when the circuits are designed accordingly.

Eine separate Kühlung des Stators und ein separates Hydraulikaggregat zur Versorgung des Spaltes mit Hydraulikflüssigkeit sind auch möglich. Allerdings ist diese Ausführungsform aufwendiger und mit mehr Kosten verbunden.A separate cooling of the stator and a separate hydraulic unit to supply the gap with hydraulic fluid also possible. However, this embodiment is more complex and associated with more costs.

Das kombinierte Hydraulikaggregat zur Kühlung des Stators und Versorgung des Spaltes mit Hydraulikflüssigkeit oder auch ein separates Hydraulikaggregat kann die nachfolgend mit ihren wichtigsten Komponenten beschriebene Anordnung umfassen. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt aus der mindestens eine Ablaufbohrung in den Tank, von dort über ein Kühlaggregat oder einen Wärmetauscher in eine Pumpe. Aus der Pumpe über einen Filter, einen Speicher und ein Regelventil in die mindestens eine Zulaufbohrung.The Combined hydraulic power unit for cooling the stator and Supplying the gap with hydraulic fluid or else a separate hydraulic unit can be the following with its main components comprise described arrangement. The hydraulic fluid passes from the at least one drain hole in the tank, from there on a cooling unit or a heat exchanger in a pump. From the pump via a filter, a memory and a Control valve in the at least one inlet bore.

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. Durch das erwähnte Regelventil kann die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit im Volumenstrom geregelt sowie ein- oder ausgeschaltet werden.Other equally required for the operation components of the hydraulic unit, such as control and monitoring devices, control panel, display devices and power supply will not be considered here for reasons of clarity. By the mentioned control valve, the supply of hydraulic fluid can be controlled in the flow as well be switched on or off.

Darüber hinaus kann im Falle eines hydrostatischen Lagers auch die Hydraulikflüssigkeitszufuhr des Lagers mittels des Regelventils im Volumenstrom gesteuert 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.About that In addition, in the case of a hydrostatic bearing and the hydraulic fluid supply the bearing can be controlled by the control valve in the flow. This provides the advantage that, for an operating case, in which no damping is required or even disadvantageous could be the gap free of hydraulic fluid can be switched. For example, this can be fast Rotary movements, for maintenance work, in case of emergency failure or be appropriate for machine downtime. At pressure drop or in case of machine downtime, the machine table can go a little way fall, which can be prevented by spacers here, that the adjacent surfaces or the contact surfaces lie completely on each other. In this case would have to a short circuit, if necessary, the cooling circuit for the Engine be maintained.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung insbesondere für Rundachsen beschrieben, wobei die bevorzugten Ausführungsformen sinngemäß auch auf Linearenachsen angewendet werden können.following becomes the storage arrangement according to the invention in particular for rotary axes, the preferred embodiments mutatis mutandis to be applied to linear axes can.

In der Ausführungsform mit hydrostatischem Lager der erfindungsgemäßen Lagerung umfasst das Magnetmittel eine am Stator angeordnete Statorpermanentmagnetgruppe und eine gegenüberliegende am Läufer angeordnete Läuferpermanentmagnetgruppe, welche auf den Kontaktflächen aufgebracht 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.In the embodiment with hydrostatic bearing of the invention Storage, the magnetic means comprises a stator arranged on the stator permanent magnet group and an opposite one arranged on the rotor Runner permanent magnet group, which on the contact surfaces are applied, wherein the two opposing permanent magnet groups are separated by the gap and on the sides facing each other own different magnetic poles. The permanent magnets can for example, from the magnetic materials NdFeB, SmCo or hard ferrite consist. These are with respect to the contact surfaces vertically magnetized.

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.Of Further, the stator and rotor permanent magnet groups by radially with each other with non-magnetic filler spaced permanent magnets are formed. The filler may be polymeric potting material such as epoxy resin, polyurethane or silicone as well as ceramic, thermoplastic or glass be.

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.at rotating axes, the permanent magnets as magnetic rings be executed. By the attractions between the two permanent magnet groups are the rotor and the stator in the region of the contact surfaces towards each other crowded. This will be a relief of storage achieved the rotor applied bearing, wherein the inventive Storage arrangement is loadable in both directions and a has higher Verkippsteifigkeit. This arrangement has the advantages that the axial support hydrostatically realized which increases the life of the storage arrangement as a whole.

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 the Contrary to the integration of the magnetic means described above The contact surfaces of the storage arrangement is also a separate version of the magnet means possible. In this case, the magnet means is arranged outside the contact surfaces, which, however, requires a larger installation space.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung sind der Stator und der Läufer als planar geschalteter Torquemotor ausgeführt, wobei 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 Einheit vorteilhaft.In a further embodiment of the invention Storage arrangement, the stator and the rotor are as planar switched torque motor executed, wherein the magnetic means is formed by the permanent magnets of the torque motor. At this particular embodiment, the torque motor has a horizontally arranged disc-shaped rotor on and is used for direct drive of the machine table. Here is the integration of the direct drive and the magnetic means advantageous in one unit.

Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further Details and specifics of the invention Storage arrangement will become apparent from the following description preferred embodiments, with reference to the Drawing. Show it:

1 eine prinzipielle Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch; 1 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a storage arrangement according to the invention for a machine table;

2 eine Detailansicht von Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen der Ausführungsform gemäß 1 im Querschnitt; 2 a detailed view of stator and rotor permanent magnet groups of the embodiment according to 1 in cross-section;

3 eine prinzipielle Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch. 3 a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the storage arrangement for a machine table.

1 zeigt eine Querschnittansicht einer Lagerungsanordnung mit einem hydrostatischen Lager für einen Maschinentisch, 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 Radialzylinderrollenlager 05 vorgesehen, welches Radialkräfte aufnehmen kann. 1 shows a cross-sectional view of a storage arrangement with a hydrostatic bearing for a machine table, which is designed as a rotary table storage arrangement. The storage arrangement comprises a stator 01 and a relative to this movably mounted runner 03 , Between the stator 01 and runners 03 is a radial cylindrical roller bearing 05 provided which can absorb radial forces.

Der Stator 01 und der Läufer 03 sind mit als Platten ausgeführten Kontaktflächen 07 versehen, welche voneinander beabstandet und radial außerhalb des Radialzylinderrollenlagers 05 angeordnet sind. Weiterhin weist die Lagerungsanordnung ein integriertes Magnetmittel auf. Das Magnetmittel umfasst eine am Stator 01 angeordnete Statorpermanentmagnetgruppe und eine gegenüberliegende am Läufer 03 angeordnete Läuferpermanentmagnetgruppe, welche auf den Kontaktflächen 07 aufgebracht oder integral mit diesen ausgebildet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Permanentmagnetgruppen durch einen Spalt 09 getrennt sind und an den einander zugewandten Seiten unterschiedliche Magnetpole besitzen.The stator 01 and the runner 03 are with contact surfaces designed as plates 07 which are spaced apart and radially outward of the radial cylindrical roller bearing 05 are arranged. Furthermore, the storage arrangement has an integrated magnetic means. The magnet means comprises one on the stator 01 arranged stator permanent magnet group and one opposite to the rotor 03 arranged runner permanent magnet group, which on the contact surfaces 07 applied or integrally formed therewith, wherein the two opposed permanent magnet groups through a gap 09 are separated and have different magnetic poles on the sides facing each other.

2 zeigt den Aufbau und die Anordnung der Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen der ersten Ausführungsform der Lagerungsanordnung in einer Detailansicht. Die Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppen umfassen als konzentrische Magnetringe ausgeführte Permanentmagnete 11, welche in radialer Richtung durch ein Füllmittel 13 voneinander beabstandet auf den Kontaktflächen 07 angeordnet sind. Zwischen den durch die Permanentmagnete 11 und das Füllmittel 13 bestimmten Flächen verbleibt ein mit Hydrauliköl füllbarer Spalt 09. Die Permanentmagnete 11 und das Füllmittel 13 bilden ebene, präzise Flächen, welche den Spalt 09 mit konstanter Breite begrenzen. Weiterhin weist die Statorpermanentmagnetgruppe eine Zulaufbohrung 17 und eine Ablaufbohrung 15 auf, welche für die Hydraulikölzu- und -abfuhr vorgesehen sind. Selbstverständlich muss der Spalt zur Aufrechterhaltung des Hydraulikdruckes abgedichtet sein. 2 shows the construction and the arrangement of the stator and rotor permanent magnet groups of the first embodiment of the storage arrangement in a detailed view. The stator and rotor permanent magnet groups comprise permanent magnets designed as concentric magnet rings 11 , which in the radial direction by a filler 13 spaced from each other on the contact surfaces 07 are arranged. Between through the permanent magnets 11 and the filler 13 certain surfaces remains filled with hydraulic oil gap 09 , The permanent magnets 11 and the filler 13 form level, precise surfaces, which the gap 09 limit with constant width. Furthermore, the stator permanent magnet group has an inlet bore 17 and a drain hole 15 on, which are intended for Hydraulikölzu- and removal. Of course, the gap must be sealed to maintain the hydraulic pressure.

Aus 1 ist weiterhin ersichtlich, dass die Zulauf- und Ablaufbohrungen 17, 15 mit Kühlkanälen 19 in Reihe geschaltet sind, die einer Kühlmittelzufuhr zu einer Statorwicklung 21 gestatten. Der Läufer 03 und der Stator 01 sind bei der dargestellten Ausführungsform als Torquemotor mit Innenläufer ausgebildet. Das Hydrauliköl wird über die Zulaufbohrung 17 in den Spalt 09 geleitet, dort in Ringkanälen 23 aufgefangen und verteilt (siehe 2). Weiter wird das Hydrauliköl mit regelbarem Druck durch die Kühlkanäle 19 gepumpt, umströmt die Statorwicklung 21 und nimmt damit die Verlustwärme auf. Das Hydrauliköl wird dann über die Ablaufbohrung 15 zurück zum Hydraulikaggregat geführt.Out 1 is also apparent that the inlet and outlet holes 17 . 15 with cooling channels 19 connected in series, that of a coolant supply to a stator winding 21 allow. The runner 03 and the stator 01 are formed in the illustrated embodiment as a torque motor with internal rotor. The hydraulic oil is via the inlet hole 17 in the gap 09 passed, there in ring channels 23 intercepted and distributed (see 2 ). Next is the hydraulic oil with adjustable pressure through the cooling channels 19 pumped, flows around the stator winding 21 and thus absorbs the heat loss. The hydraulic oil is then through the drain hole 15 led back to the hydraulic unit.

Das Hydrauliköl hat damit die doppelte Funktion, die Statorwicklung 21 zu kühlen und die mechanischen Schwingungen des Drehtisches zu dämpfen. 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 axia le Abstützung des Radialzylinderrollenlagers 05. Da in radialer Richtung keine so hohen Kräfte wirken wie in axialer Richtung, ist die Anwendung eines einreihigen Radialzylinderrollenlagers 05 zur Zentrierung und Führung des Drehtisches möglich.The hydraulic oil thus has twice the function, the stator winding 21 to cool and dampen the mechanical vibrations of the turntable. The attraction forces between the stator and rotor permanent magnet groups are the rotor 03 and the stator 01 in the area of their contact surfaces 07 crowded together. The storage arrangement is thus resilient in both directions and has a high tilting rigidity. This achieves a axia le support of the radial cylindrical roller bearing 05 , Since no such high forces act in the radial direction as in the axial direction, the application of a single-row radial cylindrical roller bearing 05 for centering and guiding the turntable possible.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch wiederum in einer vereinfachten Querschnittsansicht. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform sind der Stator 01 und Läufer 03 als ein planar geschalteter Torquemotor ausgeführt, wobei das Magnetmittel durch scheibenförmige Permanentmagnete 25 des Läufers gebildet ist, welche horizontal gegenüber einer auch horizontal orientierten Statorwicklung 27 angeordnet sind. Durch die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Permanentmagneten 25 und der Statorwicklung 27 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-Zylinderrollenlagers 29 bezüglich des Stators 01 gelagert. Durch die Einleitung von Hydrauliköl in den Spalt 09 wird ebenso wie in der Ausführungsform gemäß 1 eine axiale Entlastung der Lagerungsanordnung erzielt. 3 shows a second embodiment of the storage arrangement for a machine table turn in a simplified cross-sectional view. Unlike the in 1 illustrated embodiment, the stator 01 and runners 03 designed as a planar-connected torque motor, wherein the magnetic means by disc-shaped permanent magnets 25 is formed of the rotor, which is horizontal with respect to a horizontally oriented stator winding 27 are arranged. By the magnetic attraction forces between the permanent magnets 25 and the stator winding 27 are the runner 03 and the stator 01 in the area of their contact surfaces 07 crowded together. The runner 03 is here by means of a radial-axial cylindrical roller bearing 29 with respect to the stator 01 stored. By introducing hydraulic oil into the gap 09 is the same as in the embodiment according to 1 Achieved an axial relief of the storage arrangement.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Squeeze-Film-Dämpfer mit der Hydraulikölzuführung für die Statorkühlung gekoppelt. Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, den Squeeze-Film-Dämpfer separat gekapselt auszuführen.In The illustrated embodiment is the squeeze film damper with the hydraulic oil supply for the Stator cooling coupled. It goes without saying in the context of the invention, the squeeze film damper separately encapsulated.

0101
Statorstator
0303
Läuferrunner
0505
RadialzylinderrollenlagerRadial cylindrical roller bearings
0707
Kontaktflächecontact area
0909
Spaltgap
1111
Permanentmagnetpermanent magnet
1313
Füllmittelfillers
1515
Ablaufbohrungdrain hole
1717
Zulaufbohrunginlet bore
1919
Kühlkanalcooling channel
2121
Statorwicklungstator
2323
Ringkanalannular channel
2525
Permanentmagnetpermanent magnet
2727
Statorwicklungstator
2929
Radial-Axial-ZylinderrollenlagerRadial-axial cylindrical roller bearings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (14)

Lagerungsanordnung für einen Maschinentisch mit einem Stator (01) und einem relativ zu diesem beweglich gelagerten Läufer (03), wobei der Läufer (03) und der Stator (01) sich gegenüberstehende Kontaktflächen (07) aufweisen, zwischen denen ein mit Hydraulikflüssigkeit füllbarer Spalt (09) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Magnetmittel (11, 25) umfasst, durch welches der Läufer (01) und der Stator (03) im Bereich ihrer Kontaktflächen (07) aufeinander zu gedrängt sind.Storage arrangement for a machine table with a stator ( 01 ) and a relative to this movably mounted runner ( 03 ), the runner ( 03 ) and the stator ( 01 ) opposing contact surfaces ( 07 ), between which a hydraulic fluid fillable gap ( 09 ), characterized in that it further comprises a magnetic means ( 11 . 25 ), by which the runner ( 01 ) and the stator ( 03 ) in the area of their contact surfaces ( 07 ) are crowded together. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Linearlager ausgebildet ist.Storage arrangement according to claim 1, characterized that it is designed as a linear bearing. Lagerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rotativlager ausgebildet ist.Storage arrangement according to claim 1, characterized that it is designed as Rotativlager. Lagerungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetmittel (11) 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.Storage arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the magnetic means ( 11 ) one on the stator ( 01 ) Statorpermanentmagnetgruppe and an opposite on the rotor ( 03 ) arranged rotor permanent magnet group, which on the contact surfaces ( 07 ) are applied or formed integrally therewith, wherein the two opposite stator and rotor permanent magnet groups through the gap ( 09 ) are separated and have different magnetic poles on the sides facing each other. Lagerungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppe durch radial voneinander mit unmagnetischem Füllmittel (13) beabstandete Permanentmagnete (11) gebildet sind.Storage arrangement according to Claim 4, characterized in that the stator and rotor permanent magnet groups are formed by radially non-magnetic filling ( 13 ) spaced permanent magnets ( 11 ) are formed. Lagerungsanordnung nach dem auf Anspruch 3 rückbezogenen Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (11) der Stator- und Läuferpermanentmagnetgruppe als Magnetringe ausgeführt sind.Storage arrangement according to the claim 5 dependent on claim 3, characterized in that the permanent magnets ( 11 ) of the stator and rotor permanent magnet group are designed as magnetic rings. Lagerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (01) und der Läufer (03) einen planar geschalteten Torquemotor bilden, wobei das Magnetmittel durch Permanentmagnete (25) des Torquemotors gebildet ist.Storage arrangement according to claim 3, characterized in that the stator ( 01 ) and the runner ( 03 ) form a planar connected torque motor, wherein the magnetic means by permanent magnets ( 25 ) of the torque motor is formed. Lagerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (07) mindestens eine Zulauf- und eine Ablaufbohrung (15, 17) aufweisen.Storage arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact surfaces ( 07 ) at least one inlet and one drain hole ( 15 . 17 ) exhibit. Lagerungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauf- und Ablaufbohrungen (15, 17) in Reihe mit Kühlkanälen (19) des Stators 01 an eine externe Hydraulikversorgungseinheit angeschlossen sind.Storage arrangement according to claim 8, characterized in that the inlet and outlet bores ( 15 . 17 ) in series with cooling channels ( 19 ) of the stator 01 are connected to an external hydraulic supply unit. Lagerungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauf- und Ablaufbohrungen (15, 17) parallel mit Kühlkanälen (19) des Stators (01) an eine externe Hydraulikversorgungseinheit angeschlossen sind.Storage arrangement according to claim 8, characterized in that the inlet and outlet bores ( 15 . 17 ) in parallel with cooling channels ( 19 ) of the stator ( 01 ) are connected to an external hydraulic supply unit. Lagerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit regelbar in den Spalt (09) förderbar ist.Storage arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hydraulic fluid adjustable in the gap ( 09 ) is eligible. Lagerungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (09) druckfrei geschaltet werden kann.Storage arrangement according to claim 11, characterized in that the gap ( 09 ) can be switched pressure-free. Lagerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin zwischen dem Stator (01) und dem Läufer (03) ein Wälzlager (05, 29) vorgesehen ist.Storage arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that further between the stator ( 01 ) and the runner ( 03 ) a rolling bearing ( 05 . 29 ) is provided. Lagerungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager ein Axiallager, ein Radiallager (05) oder ein Radial-Axiallager (29) ist.Storage arrangement according to claim 13, characterized in that the rolling bearing is a thrust bearing, a radial bearing ( 05 ) or a radial thrust bearing ( 29 ).
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