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Spindeltrieb, insbesondere für WerkzeugmaschineK
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Die Schmierung von rotierenden Spindeln an Werkzeugmaschinen erfolgt in der Weise,
dass die Spindel mit Fett bestrichen wird, welches beim Passieren der Mutter die
Gewindegänge so schmiert, dass sie im Zustand der halbtrockenen Reibung arbeiten.
Wenn die aufgetragene Fettmenge verbraucht ist, wird das Verfahren wiederholt.
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Dieses Verfahren hat folgende erhebliche Nachteile : 1. Das für Spindeltriebe
zur Verwendung gelangende Schmiermittel wird meist mit Rücksicht darauf ausgewählt,
dass es von fester Beschaffenheit ist, damit es an der Spindel haften bleibt und
nicht abläuft oder abtropft. Bei hohen Umgebungstemperaturen lässt sich trotzdem
das Abtropfen des Schmiermittels nicht ganz vermeiden. Nun sind ausserdem derartige
Fette für gleitende Reibung weniger gut geeignet als Öle, d. h. flüssige Fette.
Wegen ihrer Starrheit fließen sie nicht in Räume nach, aus denen sie einmald verdrängt
wurden.
Sie sind nicht in der Lage, einen hydrodynamischen Schmierfilm
zu bilden. Sie verursachen somit auch grössere Reibungswiderstände als flüssige
Öle. Aus rein schmiertechnischen Gründen wäre ein Öl zu bevorzugen, das jedoch wegen
seiner niedrigen Viskosität nicht gewählt werden kann, weil es zu schnell ablaufen
würde.
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2. Die dauernd gefettete, freiliegende Spindel ist ein Staubfänger,
auf der sich mineralische und metallische Stäube festsetzen und beim Darüberfahren
der Mutter den Verschleiß von Spindel und Mutter erheblich erhöhen. Diese Stäube
vergrössern weiterhin den Reibungswiderstand im Spindeltrieb.
| 3. Die dauernd eingefettete Spindel mit den darauf- |
| sitzenden Stäuben, die meist schwarz wirken, macht |
einen unsauberen und ungepflegten Eindruck.
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Diese Nachteile werden durch die nachfolgend beschriebene Neuerung
vermieden.
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Die Neuerung besteht in der Anordnung eines Schmiersytems an Spindelmuttern,
durch welche diese mit flüssigen Schmierstoffen beschickt werden. Die Beschickung
erfolgt dadurch, dass flüssige Schmiermittel direkt über ein Verteilersystem den
Gewindegängen zugeführt werden. Im Gewindegang gelangt das Schmiermittel
mittel
über sogenannte, an sich bekannte Schmiertaschen auf die Flanken der Spindel und
zwischen die sich berührenden Gewindeflanken on Spindel und Mutter. Das aus der
Mutter austretende, überschüssige Öl wurd durch Abstreifer von der Spindel entfernt
und Sammelbehältern zugeführt, aus denen es nach evtl. Passieren eines Filters oder
einer sonstigen Reinigungsvorrichtung einem Zentralölbehälter zugeführt wird.
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Da derartige Spindeltriebe meist nicht im Dauerbetrieb arbeiten, sondern
für Verstellzwecke benutzt werden, ist eine Dauerschmierung nicht immer zweckmässig,
obwohl sie in einzelnen Fällen erforderlich sein kann.
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Die Ölzufuhr zur Spindelmutter kann von Hand über eine Pumpe erfolgen,
die vor Ingangsetzen der Verstellvorrichtung einmal oder mehrer Male betätigt wird.
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Für viele Anwendungsfälle wird es zweckmässig sein, zur Ölzuführung
eine motorisch angetriebene Pumpe zu verwenden. Vorteilhafterweise wird die Pumpe
durch einen Elektromotor angetrieben, der so geschaltet ist, dass beim Einschalten
des Spindelantriebes dieser solange verzögert ist, bis die Pumpe eine ausreichende
Menge Öl der Spindelmutter zugeführt hat. Dies geschieht zweckmässigerweise zeitabhängig
über ein Zeitrelais, wobei die tatsächliche Ölfcrderung durch einen Schutzschalter
überwacht wird, der bei Nichtfördern die Einschaltung
schaltung
des Spindelantriebes verhindert. Es wird in vielen Fällen ausreichend sein, die
Ölzuführung nur über eine begrenzte Zeit erfolgen zu lassen und dann abzuschalten,
während die Spindel weiterläuft und unter Umständen bei länger andauerndem Laufen
der Spindel eine zweite oder dritte Einschaltung der Ölzuführung vorzunehmen. Das
An-und Abschalten erfolgt zweckmässigerweise über ein Zeitrelais, obwohl insbesondere
bei größeren Spindelmuttern dies auch über einen Ölmengenzähler erfolgen kann. Auch
ein wegabhängiger Ein-und Ausschalter der Förderpumpe kann zweckmässig sein.
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Bei Spindelmuttern für leichte Verstellbarkeit und die nicht allzuhäufig
betätigt werden genügt es, einen zum Schmiersystem gehörenden Ölbehälter mit einer
solchen Menge Öl zu füllen, die gerade für eines Schmierung ausreicht. Diese Ölmenge
wird beim Einschalten des Antriebes zur Spindelmutter gefördert.
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Eine zweite Förderung wird erst wieder möglich, wenn sich das Öl über
die Sammelbecken erneut im Ölbehälter gesammelt hat.
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Die Förderung des Schmiermittels kann aber auch ununter-und brochen
synchron mit dem Antrieb der Spindel erfolgen.
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In diesem Falle wird vorgeschlagen, das Öl aus den Sammelbehältern
durch eine Förderpumpe in das Zentralreservoir zurückzufördern. Die motorische Rückförderung
förderung
des Schmiermittels kann in besonders gelagerten Fällen auch dann zweckmässig sein,
wenn die Ölzufuhr über eine von Hand betätigte Pumpe oder wie im vorhergehenden
Absatz beschrieben erfolgt.
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In weiterer Ausbildung der Neuerung wird vorgeschlagen, die Sammelbehälter
an beiden Mutterenden luftdicht mit der Spindelmutter zu verbinden und gegenüber
der Spindel weitgehend gegen das Einströmen von Luft abzudichten.
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An die Sammelbehälter wird zum Absaugen des Öles ein ; Vakuum angelegt,
wobei das Vakuum gemäss einer weiteren Ausbildung der Neuerung so stark gewählt
werden soll, dass auch die Förderung des Frischöls zur Mutter durch das Vakuum bewirkt
wird. Es erfolgt dann gleichfalls Rückführung in den zum Schmiersystem gehörenden
Ölbehälter oder Zentralölbehälter, entweder unmittelbar oder über Filter.
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Die Neuerung lässt sich auch bei solchen Anordnungen anwenden, bei
denen die Spindel stillsteht und die Mutter rotiert. Zu-und Abfuhr des Schmiermittels
erfolgt dann zweckmässigerweise über Ringkanäle mit feststehenden Anschlussstutzen,
falls es nicht geeignet erscheint, bei sehr grossen Muttern das ganze Schmiersystem
einschliesslich Pumpe und Ölbehälter mit umlaufen zu lassen, wobei die Stromzuführung
zum Motor und der Pumpe zweckmässigerweise über Schleifringe
ringe
erfolgt, denen vetl. angeordnete Zeitrelais oder dergleichen vorgeschaltet sind.
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In der folgenden Beschreibung wird die Neuerung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch Spindelmutter,
Abstreifer und Sammler in der Ebene der Spindelachse.
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Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt
nach der Linie 111-111 in Fig. 2.
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Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.
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Fig. 5 einen Ausschnitt ähnlich Fig. 2 einer abgeänderten Ausführungsform.
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Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
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Fig. 7 eine Einzelheit des Abstreifers.
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Die Spindel 1 ist eine als Trapezspindel ausgebildete, senkrecht stehende
Hubspindel, wie sie beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, Hebewerken, Walzenzustellspindeln
und dergleichen vorkommt. Durch Drehung der Spindel 1 wird
wird
die Spindelmutter 2 axial verschoben. Die Mutter 2 ist mit einem Schmiersystem versehen,
welches aus einer oder mehreren Schmiermittelzuleitungen 3, Ver-
| teilerkanälen 4 und Zufmhrbohrungen 5 bzw. 6 zu den |
| Schmiermittel-Eintrittsstellen ? besteht. |
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Die Bchmiermitteleintrittsstelle 7 ist als 3chmiertasche ausgebildet,
die es gestattet, bei Drehung der Spindel, zwischen Spindel und Mutter einen Schmierfilm
zu bilden.
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In Fig. 1 sind die Schmiertaschen 7 in der Mutter 2 um 1800 gegeneinander
versetzt gezeichnet. Je nach Belastung, Viskosität des Schmiermittels usw. kann
die Anzahl der Twaschen variiert werden.
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Die Zufuhrbohrungen 5 bzw. 6 können in verschiedener 'leise ausgeführt
werden, wie dies in den Fig. 2 und 5 dargestellt ist. Nach Fig. 2 erfolgt die Zuführung
durch die Bohrung 5 radial und senkrecht zur SpindelachsE auf den Aussendurchmesser
der Spindel. Nach Fig. 5 wird die Bohrung 6 unmittelbar zur Schmierstelle geführt.
Möglich ist auch die Zuführung auf den Kerndurchmesser der Spindel 1.
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Das an der Spindel 1 nach unten austretende bzw. durch Haftung nach
oben austragende Öl wird durch die Abstreifer 8, die beispielsweise aus Nylon o.
ä. elastischem
alstischem Kunststoff oder aus ölfestem Gummi bestehen
können, von der Spindel 1 abgestreift und in den Sammelbehältern 9 aufgefangen und
über die Rohrleitungen 10 den nicht gezeichneten Filter oder Magnetabschneider zwischengeschaltet
werden kann.
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Die Abstreifer 8 sind ringförmig ausgebildet und weisen beispielsweise
drei bis sechs nach innen ragende Nocken 11 auf, die innen mit einem dem Gewindetder
Spindel 1 entsprechenden Gewinde versehen sind. Zweckmässigerweise wird man das
Gewinde der Nocken 11 etwas enger schneiden als es der Spindel 1 entspricht, so
dass eine gute Abstreifwirkung gegeben ist.
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Die Nocken oder Lappen 11 können auch nach der Fertigstellung des
ringförmigen Abstreifers 8 noch in einzelne Scheiben oder zu Borsten zerteilt werden,
um die Abstreifwirkung zu erhöhen, wobei zweckmässigerweise die verschiedenen Arten
: fest-lappig-borstig-in einem Abstreifer vereinigt sind.
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Der Durchtritt der Spindel 1 durch die Sammelbehälter 9 ist so gestaltet,
dass der Behälterboden 12 eine Öffnung gemäss dem Kerndurchmesser der Spindel aufweist
und die freien Ränder 13 eine Bördelung entsprechend der Gangsteigung der Spindel
1 erfahren und am Kerndurchmesser anliegen. In dem Sprung, d. h. an der Stelle,
an der sich die Gewindegänge des Sammelbehälters 9 überlagern, wird die Lücke
Lücke
durch ein Blech oder dergleichen geschlossen, welches das Profil 14 eines Gewindeganges
der Spindel 1 aufweist.
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Die Sammelbehälter 9 werden zweckmässigerweise aus einem Werkstoff
mit guten Gleiteigenschaften z. B.
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Messing gefertigt. Sie können auch aus kunststoff hergestellt werden.
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Sammelbehälter 9 und Abstreifer 8 können von der Spindelmutter 2 gehalten
werden und bewegen sich in axialer Richtung relativ zur Spindel 1 parallel mit der
Spindelmutter 2. Sammelbehälter 9 und Abstreifer 8 können aus elastischem Kunststoff,
z. B. PVC be-
| stehen und als ein Teil ausgebildet sein. |
| e |
Die Neuerung kann noch einige Abwandlungen erfahren.
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So können beispielsweise die Schmiertaschen auch in die Spindel eingearbeitet
werden.
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Bei Senkrecht-Spindeln mit Fangmuttern wird zweckmässigerweise der
Sammelbehälter unterhalb der Fangmutter angeordnet.
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Die Neuerung ist anwendbar nicht nur im Rahmen der nachfolgenden Schutzansprüche,
sondern darüber hinaus aller einzeln oder in beliebiger Verbindung miteinander
ander
verwandten Merkmale aus der Einleitung, der Beschreibung und bzw. oder der Zeichnung,
die dem Fachmann ersichtlich neu und fortschrittlich sind, auch soweit sie nicht
in den nachfolgenden Schutzansprüchen