DE102018117639A1

DE102018117639A1 - Lagervorrichtung, Spindelanordnung mit einer Lagervorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Spindelanordnung

Info

Publication number: DE102018117639A1
Application number: DE102018117639.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Gottwald
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-07-21
Also published as: DE102018117639B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung (13) zur drehbaren Lagerung einer Welle (12), insbesondere an einem Spindelgehäuse (11) einer Spindelanordnung (10) einer Werkzeugmaschine. Die Lageranordnung (13) weist zwei Wälzlager (19, 20) auf, die jeweils einen ersten Ring (21) und einen zweiten Ring (22) aufweisen. Zwischen den beiden ersten Ringen (21) ist eine erste Hülse (23) und zwischen den beiden zweiten Ringen (22) eine zweite Hülse (24) angeordnet. Im Einbauzustand wird dadurch eine mechanisch vorgegebene maximale Lagervorspannung der Lagervorrichtung (13) erreicht. Diese maximale Lagervorspannung kann durch einen ansteuerbaren Aktuator (30) reduziert werden, der auf einen der zweiten Ringe (22) der Wälzlager (19, 20) eine Aktuatoristkraft (F) ausüben kann, um die zweite Hülse (24) in axialer Richtung elastisch zu verformen bzw. zu stauchen und dadurch die Lagervorspannung ausgehend vom mechanisch vorgegebenen maximalen Wert zu reduzieren. Eine Erhöhung der Lagervorspannung über diesen mechanisch vorgegebenen maximalen Wert hinaus ist nicht möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung, die zur Lagerung einer drehbaren Welle eingerichtet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Spindelanordnung mit einer motorisch antreibbaren drehbaren Welle, die durch die Lagervorrichtung drehbar in einem Spindelgehäuse gelagert ist sowie ein Verfahren zum Betreiben der Spindelanordnung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Lagervorrichtungen mit zwei Wälzlagern axial vorzuspannen. DE 40 13 896 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum Verändern der Vorspannung von Schrägkugellagern, bei der eine Spannbuchse zwischen zwei Schrägkugellagern angeordnet ist und eine Spreiznut aufweist, die mit einem Öldruck beaufschlagbar ist. Dadurch können die feststehenden Außenringe der beiden Schrägkugellager axial voneinander weg gedrängt und die Lagervorspannung erhöht werden. Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass die Steifigkeit der Lagervorrichtung in axialer Richtung geringer ist als bei durchgehenden Distanzhülsen zwischen den beiden Wälzlagern.
DE 10 2017 212 276 A1 beschreibt eine Hauptspindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine, bei der eine Lagervorrichtung mit zwei Schrägkugellagern vorhanden ist. Die Schrägkugellager sind zwischen einem hohlzylindrischen Abschnitt und der drehbaren Welle angeordnet. Der hohlzylindrische Abschnitt kann außen mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt werden, um den Innendurchmesser zu variieren und damit die Vorspannung der innerhalb des hohlzylindrischen Abschnitts angeordneten Wälzlager.
Bei der Lageranordnung gemäß DE 22 38 428 C2 wird die Vorspannung von zwei Kegelrollenlagern hydraulisch eingestellt. Hierzu ist ein Hydraulikaktuator vorhanden, dessen Aktuatorelement axial auf die Kegelrollen eines Kegelrollenlagers einwirkt. Dadurch kann die Vorspannung des Lagers abhängig von der erzeugten Axialkraft variiert werden. Der Nachteil dieser Lösung ist die Reibung zwischen dem Aktuatorelement und den umlaufenden Kegelrollen. Eine solche Lösung eignet sich allenfalls für relativ niedrige Drehzahlen.
Eine weitere Möglichkeit zur Variation einer Lagervorspannung ist aus DE 2012 001 903 A1 bekannt. Zwischen den beiden Wälzlagern der Lageranordnung ist ein Piezoaktor angeordnet, dessen Ansteuerung eine Axialkraft zwischen den beiden Wälzlagern erzeugt und mithin die Lagervorspannung variiert. Auch bei dieser Anordnung können keine durchgängigen Distanzhülsen zwischen den Wälzlagern verwendet werden, was die Steifigkeit in axialer Richtung einschränkt.
Ausgehend vom Stand der Technik kann es als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine Lagervorrichtung insbesondere für eine Spindelanordnung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine hohe axiale Steifigkeit aufweist und gleichzeitig ein Verändern der Lagervorspannung mit geringem Verschleiß ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Lagervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 12, durch eine Spindelanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 13, sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 17 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung ist zur Lagerung einer drehbaren Welle eingerichtet. Sie hat zwei Wälzlager, die jeweils einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweisen. Die Wälzlager sind koaxial zu einer Drehachse der Welle angeordnet. Das erste Wälzlager kann zu einer ersten Wälzlagergruppe gehören und das zweite Wälzlager kann zu einer zweiten Wälzlagergruppe gehören. Jede der Wälzlagergruppen kann mehrere einzelne Wälzlager aufweisen.
Eine erste Hülse ist zwischen den beiden ersten Ringen angeordnet. Die beiden ersten Ringe liegen vorzugsweise unmittelbar an der ersten Hülse an. Zwischen den beiden zweiten Ringen ist eine zweite Hülse angeordnet. Die beiden zweiten Ringe liegen vorzugsweise unmittelbar an der zweiten Hülse an. Die erste Hülse und die zweite Hülse sind bevorzugt jeweils aus einem einteiligen Hülsenkörper gebildet, der frei ist von relativ zueinander verschiebbaren Teilen und in Axialrichtung eine hohe Steifigkeit bereitstellen kann. Die axiale Steifigkeit der ersten Hülse ist vorzugsweise größer als die der zweiten Hülse. Beispielsweise kann die Wandstärke der ersten Hülse größer sein als die Wandstärke zumindest in einem Abschnitt der zweiten Hülse. Bevorzugt ist die erste Hülse und/oder die zweite Hülse einstückig ohne Naht- und Fügestelle hergestellt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind an der ersten und an der zweiten Hülse keine ansteuerbaren Teile vorhanden, insbesondere keine Aktuatoren. Der axiale Bereich zwischen den beiden Wälzlagern ist vorzugsweise frei von ansteuerbaren Teilen, insbesondere frei von fluidisch und/oder elektrisch und/oder anderweitig ansteuerbaren Aktuatoren. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn axiale Bereich zwischen den beiden Wälzlagern frei von separaten mechanischen Bauteilen zur Erzeugung einer Axialkraft ist, insbesondere frei von separaten Federn, wie Schraubenfedern, Tellerfedern, Blattfedern oder dergleichen.
Die Wälzlager sind mit einer definierten Lagervorspannung eingebaut. Parallel zur Drehachse betrachtet hat die erste Hülse eine erste Länge und die zweite Hülse eine zweite Länge, die größer sein kann als die erste Länge. Dadurch kann die Lagervorspannung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch zumindest eines der Wälzlager einer Vorspannklasse entsprechen, z.B. der Vorspannklasse UH, die bereits einen seitlichen Überstand am zweiten Ring aufweisen, so dass auch mit zwei gleich langen Hülsen eine Vorspannung erreicht werden kann. Die Längenangaben der Hülsen beziehen sich auf einen Zustand der Hülsen ohne Einwirkung einer Axialkraft parallel zur Drehachse.
Die beiden Hülsen sind unter Beaufschlagung mit einer Axialkraft in einem Ausgangszustand der Lagervorrichtung eingebaut. Mittels ersten Abstützteilen werden die ersten Ringe von axial entgegengesetzten Seiten her gegen die erste Hülse gedrückt. Dadurch entsteht auch eine Axialkraft zwischen den zweiten Ringen und der zweiten Hülse. Auf diese Weise wird aufgrund der unterschiedlichen Längen der Hülsen eine axiale Lagervorspannung zwischen den beiden Wälzlagern erzeugt. In diesem Ausgangszustand ist die Lagervorspannung bei einer erfindungsgemäßen Lösung maximal. Die beiden Wälzlager sind insbesondere in einer O-Anordnung angeordnet.
Die Ringe jedes Wälzlagers sind jeweils separat abgestützt. Einer der zweiten Ringe ist auf der der zweiten Hülse entgegengesetzten Seite mittels eines zweiten Abstützteils abgestützt. Der jeweils andere zweite Ring kann durch einen ansteuerbaren Aktuator mit einer axialen Aktuatoristkraft beaufschlagt werden, die den zugeordneten zweiten Ring gegen die zweite Hülse drückt. Die Aktuatoristkraft kann mittelbar oder unmittelbar von einem Aktuatorelement auf den zweiten Ring aufgebracht werden. Wenn das Wälzlager zu einer Wälzlagergruppe gehört, kann das Aktuatorelement auf einen zweiten Ring eines Wälzlagers direkt einwirken, der die Kraft - gegebenenfalls über weitere Wälzlagerringe - auf den zweiten Ring des Wälzlagers überträgt, das sich an der zweiten Hülse abstützt. Mittels der Aktuatoristkraft kann die zweite Hülse gestaucht werden, wodurch der Abstand der zweiten Ringe reduziert und mithin auch die im Ausgangszustand mechanisch voreingestellte axiale Lagervorspannung verringert werden kann.
Durch eine solche Anordnung ist eine hohe axiale Steifigkeit der Lageranordnung gewährleistet. Die axiale Lagersteifigkeit nachteilig beeinträchtigende Aktuatoren oder ansteuerbare, verschiebbare Teile sind zwischen den beiden Wälzlagern nicht vorhanden.
Mittels des Aktuators wird die Lagervorspannung bei dieser einen erfindungsgemäßen Lösung nicht erhöht. Die mechanisch voreingestellte maximale Lagervorspannung kann durch das Betätigen des ansteuerbaren Aktuators aber verringert werden. Der Aktuator ist axial benachbart zu den beiden Hülsen außerhalb des Zwischenraums zwischen den beiden Wälzlagern der Lageranordnung angeordnet und kann beispielsweise koaxial zur Welle und/oder zur Drehachse angeordnet sein.
Die Wälzlager werden bei einer anderen erfindungsgemäßen Lösung mit einer minimalen Lagervorspannung angeordnet bzw. eingebaut. Mittels des ansteuerbaren Aktuators kann die Lagervorspannung erhöht werden. Auch bei dieser Ausführung ist der Aktuator axial benachbart zu den beiden Hülsen außerhalb des Zwischenraums zwischen den beiden Wälzlagern angeordnet. Der Aktuator ist vorzugsweise koaxial zur Welle und/oder zur Drehachse angeordnet.
Bei dieser anderen erfindungsgemäßen Lösung sind die Wälzlager vorzugsweise in einer X-Anordnung angeordnet. Eine Wirkungslinie des einen Wälzlagers schneidet sich mit der Drehachse auf einer dem jeweils anderen Wälzlager zugewandten Axialseite.
Bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen wirkt der Aktuator auf einen zugeordneten zweiten Ring eines Wälzlagers mittelbar oder unmittelbar ein.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Aktuator als hydraulischer Aktuator ausgeführt und kann eine Aktuatorkraft - und genauer eine Aktuatoristkraft - auf Basis eines Hydraulikdrucks erzeugen. Der Aktuator kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Aktuator ein Aktuatorelement, das parallel zur Drehachse verschiebbar angeordnet ist. Das Aktuatorelement kann bei einer Ausführungsform ringförmig ausgebildet und koaxial zur Drehachse angeordnet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann der Aktuator insgesamt koaxial zur Drehachse angeordnet sein und im Bereich der Drehachse einen axialen Durchgang aufweisen, so dass der Zugang zur Welle, insbesondere zu einem Ende der Welle, gewährleistet bzw. verbessert ist.
Es ist bevorzugt, wenn das Aktuatorelement an einem Kolben eines Hydraulikzylinders angeordnet ist oder durch den Kolben des Hydraulikzylinders gebildet ist. Auch das Zylindergehäuse des Hydraulikzylinders kann ringförmig bzw. hohlzylindrisch ausgebildet sein, um den axialen Durchgang zu bilden.
Es ist vorteilhaft, wenn die zweite Hülse wenigstens einen geschwächten Axialabschnitt aufweist. Der geschwächte Axialabschnitt dient dazu, die zum axialen Verformen bzw. Stauchen der zweiten Hülse erforderliche Axialkraft bzw. Aktuatorkraft zu verringern. Der geschwächte Axialabschnitt hat bei einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine und insbesondere mehrere axial mit Abstand angeordnete Vertiefungen.
Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Vertiefung ringförmig geschlossen um die Drehachse verläuft. Insbesondere kann die wenigstens eine Vertiefung als Ringnut in der zweiten Hülse ausgebildet sein und entweder nach radial innen oder nach radial außen offen sein. Bevorzugt ist die Vertiefung in Axialrichtung durch Wandbereiche oder Flanken in der zweiten Hülse begrenzt. Beispielsweise kann eine Vertiefung zwei sich gegenüberliegende Flanken aufweisen, die durch einen Bodenabschnitt miteinander verbunden sind. Zwischen dem Bodenabschnitt und den Flanken kann eine Kante gebildet sein oder ein kontinuierlicher gekrümmter Übergang. Bei dieser letzteren Variante ist die wenigstens eine Vertiefung rinnenförmig.
Es ist bevorzugt, wenn mehrere Vertiefungen in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind und abwechselnd nach radial innen und nach radial außen offen sind. Dadurch entsteht im geschwächten Bereich der zweiten Hülse eine Art wellenförmige oder mäanderförmige Gestalt der zweiten Hülse, um die zum Stauchen erforderliche Kraft zu reduzieren.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Lagervorrichtung kann bevorzugt in einer Spindelanordnung einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden. Die Welle der Spindelanordnung ist mittels eines Motors um die Drehachse drehbar. Die Welle wird mittels der Lagervorrichtung an einem Spindelgehäuse gelagert. Ein Wellenende der Welle ist zur Verbindung mit einem Werkzeug eingerichtet. Dieses Wellenende ragt zumindest teilweise aus dem Spindelgehäuse heraus oder ist an einer Vorderseite des Spindelgehäuses zugänglich.
Es ist vorteilhaft, wenn die Spindelanordnung eine Steuereinrichtung und optional wenigstens einen Sensor aufweist. Der wenigstens eine Sensor kann am oder im Spindelgehäuse angeordnet sein. Der wenigstens eine Sensor ist mit der Steuereinrichtung kommunikationsverbunden, um ein Sensorsignal zur Steuereinrichtung übertragen zu können.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Steuersignal abhängig von wenigstens einer Eingangsgröße zu erzeugen. Als Eingangsgröße kann beispielsweise ein berechneter oder ein geschätzter oder ein vorbekannter Wert dienen. Zumindest eine von der wenigstens einen Eingangsgröße kann durch ein Sensorsignal gebildet sein. Das Steuersignal beschreibt eine Aktuatorsollkraft, mit der der Aktuator den zugeordneten zweiten Ring beaufschlagen soll. Der Aktuator ist bei dieser Ausführungsform insbesondere dazu eingerichtet, die Aktuatoristkraft abhängig von der Aktuatorsollkraft einzustellen.
Als Eingangsgröße und/oder Sensorsignal kann der Steuereinrichtung die aktuelle Drehzahl der Welle und/oder die aktuelle Aktuatoristkraft und/oder wenigstens eine Temperatur und/oder wenigstens eine Schwingungsamplitude der Welle und/oder des Spindelgehäuses und/oder wenigstens eine Schwingungsfrequenz der Welle bereitgestellt werden. Eine oder mehrere dieser Eingangsgrößen können durch einen entsprechenden Sensor gemessen werden, beispielsweise einen Temperatursensor, einen Schwingungssensor oder einen Drehzahlsensor.
Mittels der Steuereinrichtung kann die Spindelanordnung gesteuert oder geregelt betrieben werden. Zunächst wird wenigstens eine Eingangsgröße ermittelt, die den aktuellen Betriebszustand der Spindelanordnung beschreibt, beispielsweise durch Erfassen wenigstens eines Sensorsignals. Anschließend kann das wenigstens eine Steuersignal basierend auf der wenigstens einen Eingangsgröße ermittelt werden. Schließlich wird die Aktuatoristkraft des Aktuators abhängig vom Steuersignal eingestellt, wobei das Steuersignal die Aktuatorsollkraft beschreibt, mit der der Aktuator den zugeordneten zweiten Ring beaufschlagt.
Durch eine derartige Spindelanordnung bzw. ein Verfahren zum Betreiben der Spindelanordnung können Änderungen der Betriebszustände berücksichtigt und die Lagervorspannung gegebenenfalls reduziert werden, beispielsweise wenn die Temperatur ansteigt oder wenn die Schwingungsamplitude zunimmt.
Die vorbeschriebene Erfindung eignet sich auch beim Einsatz von Big-Data-Verfahren („Industrie 4.0“). Beispielsweise können die zeitlichen Verläufe der Eingangsgrößen und des jeweiligen Steuersignals bzw. der jeweiligen Aktuatoristkraft erfasst, gespeichert und in einer Datenbank als Muster hinterlegt werden. In dieser Datenbank können die Daten einer oder mehrerer Spindelanordnungen an einem oder mehreren Standorten oder von einem oder mehreren Unternehmen gespeichert werden. Daraus lassen sich Steuer- und Regelstrategien optimieren. Beispielsweise können Muster ausgewertet und bei Identität oder Ähnlichkeit von aktuellen Betriebszuständen mit einem Muster ein Steuersignal ermittelt werden, das bereits in anderen Fällen geeignet war, um den Betrieb zu optimieren, beispielsweise eine Schwingung der Welle zu reduzieren oder eine Temperatur der Lagervorrichtung zu reduzieren.
Die Steuereinrichtung kann auch mehrere Steuersignale ermitteln und ausgeben. Beispielsweise kann ein weiteres Steuersignal eine Solldrehzahl für die Welle beschreiben und an den Motor der Spindelanordnung übermittelt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lagervorrichtung,
2 eine Darstellung einer Spindelanordnung in einem schematischen Längsschnitt,
3 eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit der Lagervorrichtung für die Spindelanordnung aus 2 und
4 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Lagervorrichtung.

In 2 ist in einem schematischen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Spindelanordnung 10 veranschaulicht. Die Spindelanordnung 10 hat ein Spindelgehäuse 11, in dem eine Welle 12 mittels einer Lagervorrichtung 13 um eine Drehachse A drehbar gelagert ist. Ein Wellenende 14, das von außerhalb des Spindelgehäuses 11 zugänglich ist, ist zur Aufnahme bzw. zur Verbindung mit einem Werkzeug eingerichtet. Die Welle 12 ist mittels eines ansteuerbaren Motors 15 rotierend um die Drehachse A antreibbar. Mittels einer Steuereinrichtung 16 kann wenigstens ein Steuersignal für eine ansteuerbare Einrichtung der Spindelanordnung 10 erzeugt werden. Beispielsgemäß wird ein Motorsteuersignal M erzeugt, um den Motor 15 mit einer durch das Motorsteuersignal M vorgegebenen Drehzahl anzutreiben. Der Motor 15 kann an einem dem Wellenende 14 entgegengesetzten Bereich mit der Welle 12 antriebsverbunden sein.
Die Lagervorrichtung 13 weist zumindest zwei in axialer Richtung parallel zur Drehachse A betrachtet mit Abstand zueinander angeordnete Wälzlager 19, 20 auf, wobei das benachbart zum Wellenende 14 angeordnete Wälzlager als vorderes Wälzlager 19 bezeichnet wird und das in axialer Richtung mit Abstand dazu angeordnete Wälzlager als hinteres Wälzlager 20. Die Wälzlager 19, 20 sind koaxial zur Drehachse A zwischen der Welle 12 und dem Spindelgehäuse 11 angeordnet. Jedes Wälzlager 19, 20 hat einen ersten Ring 21 sowie einen zweiten Ring 22. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die ersten Ringe 21 jeweils die Innenringe der Wälzlager 19, 20 und die zweiten Ringe 22 jeweils die Außenringe der Wälzlager 19, 20. Somit stützt sich der erste Ring 21 an der drehbar gelagerten Welle 12 ab, während sich der zweite Ring 22 am Spindelgehäuse 11 abstützt. Es wäre alternativ auch möglich, dass der erste Ring 21 jeweils den Außenring und der zweite Ring 22 den Innenring eines jeweiligen Wälzlagers 19, 20 bildet.
Die Wälzlager 19, 20 sind als Schrägwälzlager und beispielsgemäß als Schrägkugellager ausgebildet. Sie sind in einer sogenannten O-Anordnung in der Spindelanordnung 10 angeordnet. Eine Wirkungslinie des vorderen Wälzlagers 19 schneidet sich mit der Drehachse A auf der dem hinteren Wälzlager 20 entgegengesetzten Axialseite. Eine Wirkungslinie des hinteren Wälzlagers 20 schneidet sich mit der Drehachse A auf der dem vorderen Wälzlager 19 entgegengesetzten Axialseite.
Zwischen den beiden ersten Ringen 21 der Wälzlager 19, 20 ist eine erste Hülse 23 angeordnet. Die erste Hülse 23 stützt sich beispielsgemäß unmittelbar an dem ersten Ring des vorderen Wälzlagers 19 und an dem ersten Ring 21 des hinteren Wälzlagers 20 ab. Die erste Hülse 23 ist beim Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch und hat einen konstanten Innenradius und beim Ausführungsbeispiel auch einen konstanten Außenradius. Somit ist die Wandstärke der ersten Hülse 23 konstant. Die erste Hülse 23 stützt sich in axialer Richtung nicht an den zweiten Ringen 22 der Wälzlager 19, 20 ab.
Eine zweite Hülse 24 stützt sich an dem zweiten Ring 22 des vorderen Wälzlagers 19 und an dem zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 ab und steht beim Ausführungsbeispiel unmittelbar in Kontakt mit den beiden zweiten Ringen 22. Die zweite Hülse 24 umschließt die erste Hülse 23. Die beiden Hülsen 23, 24 sind koaxial zur Drehachse A angeordnet. Die beiden Hülsen 23, 24 sind beim Ausführungsbeispiel jeweils als integrale Bauteile ausgebildet.
Wenn die Hülsen 23, 24 nicht durch eine Axialkraft beaufschlagt werden und mithin nicht gestaucht oder anderweitig verformt sind, hat die erste Hülse 23 in axialer Richtung parallel zur Drehachse A eine erste Länge d1 und die zweite Hülse 24 eine zweite Länge d2. Die zweite Länge d2 ist beispielsgemäß größer als die erste Länge d1, was stark schematisiert in 1 veranschaulicht ist.
Wenn zumindest eines der Wälzlager 19, 20 einer Vorspannklasse entspricht, die eine ausrechend große Vorspannung in Einbauzustand ermöglicht (z.B. Vorspannklasse UH), kann die initiale Vorspannung der Lager bereits ausreichen und die beiden Hülsen 23, 24 können auch gleich lang sein. Dazu können die zweiten Ringe 22 einen axialen Überstand 22a aufweisen, wie er stark schematisiert in 2 veranschaulicht ist.
In der Einbaulage stützen sich die ersten Ringe 21 jeweils auf der der ersten Hülse 23 entgegengesetzten Seite an einem ersten Abstützteil 25 ab. Dabei kann das erste Abstützteil 25 für das vordere Wälzlager 19 und das erste Abstützteil 25 für das hintere Lager 20 abhängig von weiteren konstruktiven Gesichtspunkten unterschiedlich ausgestaltet sein. Die ersten Ringe 21 sind mithin jeweils zwischen einem ersten Abstützteil 25 und der ersten Hülse 23 in axialer Richtung parallel zur Drehachse A fixiert.
Einer der zweiten Ringe 22 der beiden Wälzlager 19, 20 stützt sich in axialer Richtung an einem zweiten Abstützteil 26 ab. Beispielsgemäß ist das zweite Abstützteil 26 dem zweiten Ring 22 des vorderen Wälzlagers 19 zugeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist das zweite Abstützteil 26 durch einen ringförmigen Deckel 27 gebildet, der an dem Spindelgehäuse 11 befestigt sein kann, beispielsweise angeschraubt. Der zweite Ring 22 des vorderen Wälzlagers 19 ist daher zwischen der zweiten Hülse 24 und dem zweiten Abstützteil 26 geklemmt.
Dem zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 ist beim Ausführungsbeispiel ein durch die Steuereinrichtung 16 ansteuerbarer Aktuator 30 zugeordnet. Der Aktuator 30 hat ein in axialer Richtung parallel zur Drehachse A bewegbares und beispielsgemäß linear verschiebbares Aktuatorelement 31, das mittelbar und vorzugsweise unmittelbar auf der der zweiten Hülse 24 entgegengesetzten Seite am zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 anliegt. Der Aktuator 30 ist beim Ausführungsbeispiel als hydraulischer Aktuator ausgebildet und weist einen Hydraulikzylinder 32 mit einem Zylindergehäuse 33 auf, in dem eine hydraulische Arbeitskammer 34 gebildet ist. Die hydraulische Arbeitskammer 34 ist in axialer Richtung auf der einen Seite durch einen Kolben 35 des Hydraulikzylinders 32 begrenzt, der in axialer Richtung verschiebbar am Zylindergehäuse 33 gelagert ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Aktuatorelement 31 durch den Kolben 35 des Hydraulikzylinders 32 gebildet.
Der Kolben 35 ist ringförmig und beispielsgemäß hohlzylindrisch ausgebildet. Der Innen- und der Außendurchmesser des Kolbens 35 entsprechen in etwa den Innen- bzw. Außendurchmesser des zweiten Rings 22 des hinteren Wälzlagers 20. Zur Bildung der hydraulischen Arbeitskammer 34 ist ein ringförmiger Schlitz in dem Zylindergehäuse 33 vorhanden und umgibt die Drehachse A koaxial. Auf der dem hinteren Wälzlager 20 zugeordneten Seite ist der Schlitz offen, so dass der Kolben 35 aus dem Zylindergehäuse 33 herausragt und mit einer Stirnfläche die hydraulische Arbeitskammer 34 in dem Schlitz begrenzt. Der Umfangs- oder Mantelflächenbereich zwischen dem Kolben 35 und der benachbarten Wand des Zylindergehäuses 33 ist fluidisch abgedichtet.
Die hydraulische Arbeitskammer 34 ist fluidisch mit einer Druckquelle 36 verbunden, die unter Druck stehendes Hydraulikmedium für die hydraulische Arbeitskammer 34 bereitstellt. Die Druckquelle 36 ist Bestandteil des Aktuators 30 und durch ein Drucksteuersignal P der Steuereinrichtung 16 ansteuerbar. Die Druckquelle 36 kann eine Pumpe und/oder einen Druckspeicher und/oder geeignete Ventileinrichtungen aufweisen, um in der hydraulischen Arbeitskammer 34 einen gewünschten Hydraulikdruck einzustellen. Der Hydraulikdruck kann gesteuert oder geregelt werden.
In dem Einbauzustand werden die Wälzlager 19, 20 mit Hilfe der Hülsen 23, 24 und der Abstützteile 25, 26 derart mechanisch montiert, dass sie im Ausgangszustand eine definierte maximale axiale Lagervorspannung aufweisen. Mittels des Aktuatorelements 31 des ansteuerbaren Aktuators 30 kann die zweite Hülse 24 zwischen den beiden zweiten Ringen 22 gestaucht werden, indem das Aktuatorelement 31 den zugeordneten zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 in axialer Richtung gegen die zweite Hülse 24 drückt, die sich wiederum über den zweiten Ring 22 des vorderen Wälzlagers 19 am zweiten Abstützteil 26 abstützt. Durch das Stauchen bzw. elastische Verformen der zweiten Hülse 24 in axialer Richtung kann die mechanisch voreingestellte maximale Lagervorspannung reduziert werden.
In dem axialen Bereich zwischen den beiden Wälzlagern 19, 20 sind weder separate Krafterzeugungsmittel, noch aktive oder ansteuerbare Einrichtungen zur Veränderung der Lagervorspannung vorhanden. Die beiden in axialer Richtung durchgängig ausgebildeten Hülsen 23, 24 stellen eine hohe Lagersteifigkeit im Ausgangszustand der Lagervorrichtung 13 bereit. Wenn aufgrund des Betriebs der Spindelanordnung 10 eine Reduzierung der Lagervorspannung vorteilhaft oder erforderlich ist, kann über den Aktuator 30 eine Aktuatoristkraft F_ist auf den zweiten Lagerring 22 des hinteren Wälzlagers 20 ausgeübt werden, um die voreingestellte maximale Lagervorspannung zu reduzieren.
Das Zylindergehäuse 33 ist beispielsgemäß hohlzylindrisch ausgebildet und ergibt einen axialen Durchgang 37 frei, durch den die Welle 12 zugänglich ist, beispielsweise um den Motor 15 mit der Welle 12 zu verbinden.
Die zweite Hülse 24 kann einen geschwächten Axialabschnitt 41 aufweisen. In diesem Axialabschnitt 41 hat die zweite Hülse 24 wenigstens eine Vertiefung 42, 43. Beim Ausführungsbeispiel sind in axialer Richtung parallel zur Drehachse A benachbart zueinander mehrere Vertiefungen 42, 43 angeordnet, wobei ein Teil der Vertiefungen 42 radial nach außen zum Spindelgehäuse 11 und ein anderer Teil der Vertiefungen 43 radial nach innen zur ersten Hülse 23 hin offen sind. Bevorzugt sind die nach radial außen offenen Vertiefungen 42 und die nach radial innen offenen Vertiefungen 43 abwechselnd nebeneinander angeordnet. Dadurch erhält der geschwächte Axialabschnitt 41 im Querschnitt betrachtet eine wellenähnliche Wandung.
Die Vertiefungen 42, 43 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 in Umfangsrichtung um die Drehachse A ringförmig geschlossen und bilden sozusagen jeweils eine Ringnut. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel hat jede Vertiefung 42, 43 einen viereckigen und beispielsweise rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, so dass die Ringnut einen Grund und zwei sich gegenüberliegende Flanken aufweist. In Abwandlung hierzu kann der Übergang zwischen dem Grund und den Flanken einer Nut auch kontinuierlich gekrümmt verlaufen, wie es in 3 schematisch veranschaulicht ist. Die Vertiefungen 42, 43 haben eine rinnenförmige Gestalt und können im Querschnitt beispielsweise eine Kreissegmentform haben. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind die Vertiefungen 42, 43 ringförmig um die Drehachse A angeordnet und abwechselnd nach radial innen und nach radial außen offen.
In Abwandlung zu den veranschaulichten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, lediglich eine einzige Vertiefung in dem geschwächten Axialabschnitt 41 vorzusehen, die beispielsweise eine entsprechend große Axialerstreckung aufweist. Das abwechselnde Anordnen von jeweils einer nach radial außen offenen Vertiefung 42 und einer nach radial innen offenen Vertiefung 43 ist vorteilhaft, jedoch sind auch andere Anordnungsmuster möglich. Beispielsweise können mehrere nach radial offene Vertiefungen 42 eine Gruppe bilden und mehrere nach radial innen offene Vertiefungen 43 eine andere Gruppe bilden, wobei die unterschiedlichen Gruppen abwechselnd in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Außerdem ist es auch möglich, nur nach radial außen offene Vertiefungen 42 oder nur nach radial innen offene Vertiefungen 43 im geschwächten Axialabschnitt 41 der zweiten Hülse 24 zu bilden.
Der geschwächte Abschnitt 41 kann alternativ eine ausreichend dünne Wandstärke aufweisen, so dass der geschwächte Abschnitt 41 sozusagen eine einzige Vertiefung darstellt.
Durch diesen geschwächten Axialabschnitt 41 ist die vom Aktuator 30 aufzubringende Aktuatoristkraft F_ist , um die mechanisch voreingestellte maximale Lagervorspannung auf einen gewünschten Wert der Lagervorspannung zu reduzieren, verringert. Dadurch lassen sich die hydraulischen Drücke und die an die hydraulische Arbeitskammer 34 angrenzende Größe der Kolbenfläche des Kolbens 35 begrenzen.
Die Steuereinrichtung 16 kann dazu eingerichtet sein, das Motorsteuersignal M und das Drucksteuersignal P abhängig von einer oder mehreren Eingangsgrößen E zu ermitteln. Das Motorsteuersignal M gibt die Solldrehzahl der Welle 12 vor. Das Drucksteuersignal P gibt die Aktuatorsollkraft F_soll vor, mit der das Aktuatorelement 31 den zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 beaufschlagen soll. Mithin gibt das Drucksteuersignal P vor, um welchen Betrag der mechanisch voreingestellte maximale Lagervorspannung reduziert werden soll.
Als Eingangsgrößen E können Sensorsignale und/oder der Steuereinrichtung 16 vorgegebene Werte und/oder in der Steuereinrichtung 16 geschätzte oder berechnete Werte verwendet werden. Bei dem in den 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die Spindelanordnung 10 mehrere Sensoren auf, wie etwa einen dem vorderen Wälzlager 19 zugeordneten ersten Temperatursensor 47, einen dem hinteren Wälzlager 20 zugeordneten zweiten Temperatursensor 48 und einen im oder am Spindelgehäuse 11 angeordneten Schwingungssensor 49. Optional kann auch ein Drucksensor 50 und/oder ein Drehzahlsensor zur Erfassung der Istdrehzahl des Motors 15 oder der Welle 12 vorhanden sein.
Der erste Temperatursensor 47 liefert ein erstes Temperatursignal ST1, der zweite Temperatursensor 48 liefert ein zweites Temperatursignal ST2, der Schwingungssensor 49 liefert ein Schwingungssignal SO und der Drucksensor 50 liefert ein Drucksignal SP für den in der hydraulischen Arbeitskammer 34 eingestellten hydraulischen Druck an die Steuereinrichtung 16. Eine weitere Eingangsgröße E für die Steuereinrichtung 16 kann die Drehzahl R des Motors 15 oder der Welle 12 sein, wobei eine gemessene Istdrehzahl oder - unter der vereinfachenden Annahme, dass Ist- und Solldrehzahl übereinstimmen - eine in der Steuereinrichtung 16 ermittelte oder der Steuereinrichtung 16 vorgegebene Solldrehzahl verwendet werden kann. Aus der wenigstens einen Eingangsgröße E ermittelt die Steuereinrichtung 16 wenigstens ein Steuersignal und beispielsgemäß das Drucksteuersignal P und das Motorsteuersignal M. Dadurch kann der aktuelle Betriebszustand der Spindelanordnung 10 bewertet und abhängig davon die Lagervorspannung der Lageranordnung 13 verändert werden. Das Schwingungssignal SO des Schwingungssensors 49 kann dabei Informationen über die Schwingungsamplitude und/oder die Schwingungsfrequenz enthalten, die in der Steuereinrichtung 16 ausgewertet werden können.
In 4 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Lagervorrichtung 13 veranschaulicht. Im Unterschied zu der bisher beschriebenen Lagervorrichtung 13 sind die Wälzlager 19, 20 nicht in einer O-Anordnung, sondern in einer X-Anordnung angeordnet. Die Wirkungslinien des vorderen Wälzlagers 20 schneiden sich dabei mit der Drehachse A auf einer Axialseite des vorderen Wälzlagers 19, die dem hinteren Wälzlager 20 zugewandt ist. Entsprechend schneiden sich die Wirkungslinien des hinteren Wälzlagers 20 auf einer Axialseite des hinteren Wälzlagers 20, die dem vorderen Wälzlager 19 zugewandt ist. Zur Erzielung der Vorspannung kann bei dieser Lagervorrichtung 13 die erste Länge d1 der ersten Hülse 23 größer sein als die zweite Länge d2 der zweiten Hülse 24. Zusätzlich oder alternativ kann an den ersten Ringen 21 ein axialer Überstand vorhanden sein, um die Lagervorspannung zu realisieren, analog zu dem Überstand der zweiten Ringe, wie er in 2 schematisch gepunktet gezeigt ist. Mittels des Aktuators 30 kann eine Aktuatoristkraft F_ist auf den zweiten Ring 22 des hinteren Wälzlagers 20 aufgebracht werden, so dass die Lagervorspannung ausgehend von einem Ausgangszustand vergrößert wird. Im Ausgangszustand ist die Lagervorspannung der Lagervorrichtung 13 gemäß 4 minimal.
Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung 13 zur drehbaren Lagerung einer Welle 12, insbesondere an einem Spindelgehäuse 11 einer Spindelanordnung 10 einer Werkzeugmaschine. Die Lageranordnung 13 weist zwei Wälzlager 19, 20 auf, die jeweils einen ersten Ring 21 und einen zweiten Ring 22 aufweisen. Zwischen den beiden ersten Ringen 21 ist eine erste Hülse 23 und zwischen den beiden zweiten Ringen 22 eine zweite Hülse 24 angeordnet. Im Einbauzustand wird eine mechanisch vorgegebene maximale Lagervorspannung der Lagervorrichtung 13 erreicht. Diese maximale Lagervorspannung kann durch einen ansteuerbaren Aktuator 30 reduziert werden, der auf einen der zweiten Ringe 22 der Wälzlager 19, 20 eine Aktuatoristkraft F_ist ausüben kann, um die zweite Hülse 24 in axialer Richtung elastisch zu verformen bzw. zu stauchen und dadurch die Lagervorspannung ausgehend vom mechanisch vorgegebenen maximalen Wert zu reduzieren. Eine Erhöhung der Lagervorspannung über diesen mechanisch vorgegebenen maximalen Wert hinaus ist nicht möglich.
Bezugszeichenliste

10: Spindelanordnung
11: Spindelgehäuse
12: Welle
13: Lagervorrichtung
14: Wellenende
15: Motor
16: Steuereinrichtung
19: vorderes Wälzlager
20: hinteres Wälzlager
21: erster Ring
22: zweiter Ring
22a: Überstand
23: erste Hülse
24: zweite Hülse
25: erstes Abstützteil
26: zweites Abstützteil
27: Deckel
30: Aktuator
31: Aktuatorelement
32: Hydraulikzylinder
33: Zylindergehäuse
34: hydraulische Arbeitskammer
35: Kolben
36: Druckquelle
37: axialer Durchgang
41: geschwächter Axialabschnitt
42: nach radial außen offene Vertiefung
43: nach radial innen offene Vertiefung
47: erster Temperatursensor
48: zweiter Temperatursensor
49: Schwingungssensor
50: Drucksensor
A: Drehachse
d1: erste Länge
d2: zweite Länge
E: Eingangsgröße
F_ist: Aktuatoristkraft
M: Motorsteuersignal
P: Drucksteuersignal
R: Drehzahl
SO: Schwingungssignal
SP: Drucksignal
ST1: erstes Temperatursignal
ST2: zweites Temperatursignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4013896 C1 [0002]
DE 102017212276 A1 [0003]
DE 2238428 C2 [0004]
DE 2012001903 A1 [0005]

Claims

Lagervorrichtung (13), die zur Lagerung einer drehbaren Welle (12) eingerichtet ist, mit zwei Wälzlagern (19, 20), die jeweils einen ersten Ring (21) und einen zweiten Ring (22) aufweisen und koaxial zu einer Drehachse (A) der Welle (12) angeordnet sind, mit einer ersten Hülse (23), die zwischen den beiden ersten Ringen (21) angeordnet ist, und mit einer zweiten Hülse (24), die zwischen den beiden zweiten Ringen (22) angeordnet ist, wobei die ersten Ringe (21) in einem Ausgangszustand der Lagervorrichtung (13) mittels ersten Abstützteilen (25) axial in Richtung der Drehachse (A) gegen die erste Hülse (23) gedrückt werden, so dass die beiden Wälzlager (19, 20) unter einer axialen Lagervorspannung stehen, mit einem zweiten Abstützteil (26), an dem sich einer der zweiten Ringe (22) auf der der zweiten Hülse (24) entgegengesetzten Seite abstützt, und mit einem ansteuerbaren Aktuator (30), der dazu eingerichtet ist, den jeweils anderen der zweiten Ringe (22) gegen die zweite Hülse (23) zu drücken und dadurch die im Ausgangszustand mechanisch voreingestellte axiale Lagervorspannung zu verringern.
Lagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (23) in einem Zustand ohne Einwirkung einer Axialkraft in Richtung parallel zu Drehachse (A) eine erste Länge (d1) aufweist und dass die zweite Hülse (24) in einem Zustand ohne Einwirkung einer Axialkraft in Richtung parallel zu Drehachse (A) eine zweite Länge (d2) aufweist, die größer ist als die erste Länge (d1).
Lagervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30) als hydraulischer Aktuator ausgeführt ist.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30) ein Aktuatorelement (31) aufweist, das parallel zur Drehachse (A) verschiebbar angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (31) ringförmig ist und koaxial zur Drehachse (A) angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (31) an einem Kolben (35) eines Hydraulikzylinders (32) angeordnet oder durch den Kolben (35) des Hydraulikzylinders (32) gebildet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (32) koaxial zur Drehachse (A) angeordnet ist und einen axialen Durchgang (37) im Bereich der Drehachse (A) aufweist.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (24) wenigstens einen geschwächten Axialabschnitt (41) mit einer reduzierten Wandstärke und/oder wenigstens einer Vertiefung (42, 43) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die zum axialen Verformen der zweiten Hülse (24) erforderliche Aktuatoristkraft zu verringern.
Lagervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (42, 43) ringförmig geschlossen um die Drehachse (A) verläuft.
Lagervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine von der wenigstens einen Vertiefung (43) nach radial innen offen ist und/oder wenigstens eine von der wenigstens einen Vertiefung (42) nach radial außen offen ist.
Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im wenigstens einen geschwächten Axialabschnitt (41) mehrere axial benachbart angeordnete Vertiefungen (42, 43) vorhanden sind, die abwechselnd nach radial innen und nach radial außen offen sind.
Lagervorrichtung (13), die zur Lagerung einer drehbaren Welle (12) eingerichtet ist, mit zwei Wälzlagern (19, 20), die jeweils einen ersten Ring (21) und einen zweiten Ring (22) aufweisen und koaxial zu einer Drehachse (A) der Welle (12) angeordnet sind, mit einer ersten Hülse (23), die zwischen den beiden ersten Ringen (21) angeordnet ist, und mit einer zweiten Hülse (24), die zwischen den beiden zweiten Ringen (22) angeordnet ist, wobei die ersten Ringe (21) in einem Ausgangszustand der Lagervorrichtung (13) mittels ersten Abstützteilen (25) axial in Richtung der Drehachse (A) gegen die erste Hülse (23) gedrückt werden, so dass die beiden Wälzlager (19, 20) unter einer axialen Lagervorspannung stehen, mit einem zweiten Abstützteil (26), an dem sich einer der zweiten Ringe (22) auf der der zweiten Hülse (24) entgegengesetzten Seite abstützt, und mit einem ansteuerbaren Aktuator (30), der dazu eingerichtet ist, den jeweils anderen der zweiten Ringe (22) gegen die zweite Hülse (23) zu drücken und dadurch die im Ausgangszustand mechanisch voreingestellte axiale Lagervorspannung zu vergrößern.
Spindelanordnung (10) für eine Werkzeugmaschine, mit einer Welle (12), die mittels eines Motors (15) um eine Drehachse (A) mittels einer Lagervorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche drehbar in einem Spindelgehäuse (11) gelagert ist, wobei ein Wellenende (14) zur Verbindung mit einem Werkzeug eingerichtet ist.
Spindelanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (47, 48, 49) vorhanden ist, der zur Übertragung eines Sensorsignals (ST1, ST2, SO) mit einer Steuereinrichtung (16) verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, abhängig vom Sensorsignal (ST1, ST2, SO) ein Steuersignal (P) für den Aktuator (30) zu erzeugen, das eine Aktuatorsollkraft beschreibt, mit der der Aktuator (30) den zugeordneten zweiten Ring (22) beaufschlagt.
Spindelanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperatursensor (47, 48) und/oder wenigstens ein Schwingungssensor (49) vorhanden ist.
Spindelanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, das Steuersignal (P) abhängig von einer aktuellen Drehzahl der Welle (R_ist) und/oder der aktuellen Aktuatoristkraft (F_ist) und/oder wenigstens einer Temperatur und/oder wenigstens einer Schwingungsamplitude und/oder wenigstens einer Schwingungsfrequenz zu bestimmen.
Verfahren zum Betreiben einer Spindelanordnung (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, mit folgenden Schritten: - Ermitteln wenigstens einer den aktuellen Betriebszustand der Spindelanordnung (10) beschreibenden Eingangsgröße (E), - Ermitteln wenigstens eines Steuersignals (P) für den Aktuator abhängig von der wenigstens einen Eingangsgröße (E), - Einstellen einer Aktuatoristkraft (F_ist) am Aktuator (30) abhängig vom dem Steuersignal (P), das eine Aktuatorsollkraft beschreibt, mit der der Aktuator (30) den zugeordneten zweiten Ring (22) beaufschlagt.