DE1946832B2 - Strömungsmittelantrieb für Spindeln von Schleifmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmittelantrieb für Spindeln von Schleifmaschinen unter Verwendung eines ortsfesten, die Schleifspindel axial durchsetzenden Achsenkörpers, um welchen sich die Spindel dreht.

Schleifmaschinen werden unter unterschiedlichen Arbeits- und Lastbedingungen betrieben, welche den präzisen Arbeitsablauf der Maschine beeinträchtigen können. Dabei treten Probleme in der Lagerung und im Antrieb der Schleifspindel auf, vor allem was den reibungsfreien und schwingungsfreien Lauf bei sich verändernden Belastungen betrifft. Gewöhnlich wird nämlieh die Schleifscheibe über einen Elektromotor, und zwar über einen Riementrieb, angetrieben, so daß die Schleifscheibe und die zugehörigen Bauteile in unerwünschte Schwingungen versetzt werden, die den Wirkungsgrad und die Genauigkeit, mit der ein Werkstück geschliffen werden kann, herabsetzen.

Aus der DT-PS 832 968 und aus der Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 1954, Heft 9, S. 552, gehen zwar Spindellagerungen mit reibungsarmem Lauf und aus den Zeitschriften »Werkstatt und Betrieb«, 1965, Heft 3, S. 135 und »Werkstattechnik«, 1963, Heft 11, S. 603, sowie insbesondere aus der DT-PS 560 836 turbinenartige Strömungsmittelantriebe hervor, bei denen jedoch die Dämpfung zur Vermeidung von Schwingungen und zur Aufnahme axial gerichteter Stoßbelastungen nicht ausreichend gewährleistet ist

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsmittelantrieb für Spindeln von Schleifmaschinen so auszugestalten, daß unabhängig von den Arbeitsbedingungen und Arbeitsbelastungen ein möglichst reibungsfreier Lauf ohne Schwingungen ermöglicht wird und axial gerichtete Stoßbelastungen aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.

Durch den Antrieb wird unabhängig von der Schleifbelastung ein weitgehend schwingungsarmer und reibungsfreier Spindellauf ermöglicht, und außerdem besteht beidseitig des Zahnrades der Spindel eine hydraulische Dämpfung, so daß die Schleifspindel und der Achsenkörper unter axialem Abstand reibungsarm arbeiten und axial gerichtete Stöße aufgenommen werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 2 und 3 hervor.

An Hand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schleifmaschine, die eine Spindellagerung aufweist,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l.

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2,

F1 g. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der F i g. 2,

F i g. 6 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels,

F i g. 7 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht längs d»r Linie 7-7 in Fig.5, die ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt,

F i g. 8 eine der F i g. 4 entsprechende Ansicht längs der Linie 8-8 in F i g. 6.

F i g. 9 eine teilweise perspektivische Ansicht der F i g. 2,

Fig. 10 eine schematische Strömungsmittelanlage, die bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 oder 6 verwendet werden kann.

In F i g. 1 ist eine Schleifmaschine 20 mit einem Gestell 21 dargestellt. Das Gestell 21 weist eine Längsführung 22 auf, auf der ein Werkstückspindelstock 23 und ein Reitstock 24 bewegbar gelagert sind. Zum Verstellen und Fixieren des Werkstückspindelstocks 23 und des Reitstocks 24 auf der Führungsbahn 22 können irgendwelche bekannten Mittel vorgesehen werden; der Werkstückspindelstock 23 und der Reitstock 24 weisen Zentrierspitzen 25 bzw. 26 auf, die zur Aufnahme eines zu schleifenden Werkstücks 27 dienen.

Die Schleifmaschine 20 weist einen Schleifspindelkopf 32 auf, zu dem eine Spindellagerung 33 gehört. An der Spindellagerung 33, die gegen das Werkstück 27 und vom Werkstück 27 weg bewegbar ist, ist eine Schleifscheibe 34 befestigt, so daß bei Drehen der Spin-

dellagerung 33 und einer entsprechenden Querbewegung der Schleifscheibe 34 eine sehr genau geschliffene Fläche im Werkstück 27 entsteht, deren Kontur der Außenkontur 35 der Schleifscheibe 34 entspricht. Der Schleifspindelkopf 32 ist auf dem Gestell 21 vor- und zurückbewegbar; diese Bewegung kann von e^;ner Präzisions-Hydraulikanlage gesteuert werden, beispielsweise ifiit einer Geschwindigkeit zwischen 0,125 und 12,5 mm/min.

Die Spindellagerung weist einen Achsenkörper 36 mit einem hinteren Befestigungsflansch 37 auf, der an einem Gehäuse 40, der Teil des Schleifspindelkopfes 32 bildet, mittels mehrerer Schrauben 41 befestigt ist (F i g. 2). Der äußere Abschnitt des Achsenkörpers 36 weist eine kegelstumpfförmige Oberfläche 42 auf, die in einer entsprechend ausgebildeten kejjelstumpfförmigen Fläche 43 einer Lagerhülse 44 sitzt. Die Lagerhäise 44 ist an einer Platte 45 befestigt, die Teil des Gehäuses 40 des Sehleifspindelkopfes 32 bildet. Die Platte 45 kann wie eine Tür angelenkt sein, damit die Spindellagerung 33 und die Schleifscheibe 34 leicht zugänglich sind.

Die Spindellagerung 33 weist eine drehbare, lastaufnehmende, im wesentlichen rohrförmige Schleifspindel 46 auf, an der eine Hülse 49 befestigt ist. Die Hülse 49 weist eine glatte zylindrische Innenfläche 50 auf, die somit die Innenfläche der Schleifspindel 46 bildet. Die Schleifscheibe 34 ist an einem Zwischenstück 51 befestigt, und zwar dadurch, daß sie zwischen einem äußeren Abschnitt 52 des Zwischenstücks und einem Ring 53 eingeklemmt ist, der am Hauptabschnitt des Zwischenstücks 51 mittels mehrerer Schrauben 54 befestigt ist. Auf diese Weise sind die Stirnflächen der Schleifscheibe zwischen dem Abschnitt 52 und dem Ring 53 sandwichartig eingeklemmt. Das Zwischenstück 51 weist eine kegelstumpfförmige Oberfläche 55 auf, die gegen eine entsprechend ausgebildete kegelstumpfförmige Fläche 56 der Schleifspindel 46 gedrückt wird. Das Zwischenstück 51 wird auf der Schleifspindel 46 durch einen äußeren Befestigungsflansch 60, 63 gehalten, durch den sich mehrere Schrauben 61 erstrecken, die sich außerdem durch eine mit Gewinde versehene Bohrung 62 der Schleifspindel 46 erstrecken. Der Befestigungsflansch 60 weist eine Axialbohrung 93 auf, durch die sich der äußere Endabschnitt des Achsenkörpers 36 erstreckt.

Der Achsenkörper 36 hat eine Längsachse, um die die Schleifspindel 46 mit ihren zugehörigen Bauteilen symmetrisch angeordnet ist. Die Schleifspindel 46 ist mittels einer noch genauer zu beschreibenden Gleitlagerung konzentrisch zum Achsenkörper 36, und zwar mit hoher Präzision und im wesentlichen reibungsfrei, gelagert.

Ferner ist ein Strömungsmittelantrieb für die Spindel in Form eines Hydraulikmotors 66 vorgesehen, durch den die Schleifspindel 4ft und die damit verbundenen Bauteile im wesentlichen schwingungsfrei um den Achsenkörper 36 gedreht werden; diese schwingungsfreie Drehung wird dadurch erreicht, daß die zusammenwirkenden Bauteile des Hydraulikmotors 66 als Teile sowohl des Achsenkörpers 36 als auch der Spindel 46 ausgebildet sind und symmetrisch um die Längsachse 65 des Achsenkörpers 36 angeordnet sind, wie später noch genauer beschrieben wird.

Die Gleitlagerung zwischen der Schleifspindel 46 und dem Achsenkörper 36 wird durch mehrere Strömungsmittel-Druckpolster gebildet, die zwischen der Hülse 49 und der Außenfläche des Achsenkörpers 36 gebildet sind. Wie in den F i g. 2, 4 und 9 zu sehen ist, sind im Achsenkörper 36 mehrere Aussparungen gebildet, die statt dessen auch in der Spinde! 46 gebildet sein könnten. Es versteht sich von selbst, daß die Hülse 49 praktisch als integraler Teil der Spindel 46 angesehen werden kann.

Die Aussparungen, die mit dor Bezugsziffer 70 gekennzeichnet sind, erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Achsenkörpers 36. Die Aussparungen 70 sind als symmetrisch angeordnete, auf der Außenfläche des Achsenkörpers 36 gebildete Abflachungen ausgebildet; die Aussparungen 70 begrenzen die Druckpolster, die ebenfalls mit der Bezugsziffer 70 gekennzeichnet werden sollen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind vier Druckpolster 70 vorgesehen, die, wie bereits erwähnt, sich über die gesamte Länge des Achsenkörpers 36 erstrecken. Es ist eine Strömungsmittelzuführung vorgesehen, die ein Strömungsmittel, beispielsweise ein geeignetes öl, von einer Strömungsmittelquelle 73 in die Druckpolster 70 befördert. Zu der Strömungsmittelzuführung gehört eine Hydraulikpumpe 74 (F i g. 2), die von einem Elektromotor 75 angetrieben wird. Der Einlaß der Pumpe 74 ist mit der Strömungsmittelquelle 73 verbunden, und der AusbTi der Pumpe 74 ist an einer Zuführungsleitung 76 angeschlossen. Das Ende der Zuführungsleitung 76 ist in das hintere Ende des Achsenkörpers 36 eingeschraubt, wie bei 80 zu sehen ist.

Durch den hinteren Endabschnitt des Achsenkörpers 36 erstreckt sich ein innerer Kanal 81 (F i g. 5), der das Ende der Zuführungsleitung 76 mit einer Ringkammer 82 verbindet. Von der Ringkammer 82 erstrecken sich mehrere innere Kanäle 83 (F i g. 2 bis 5), von denen jede in einer kalibrierten öffnung 84 endet, durch die jeweils ein zugeordnetes Druckpolster 70 mit Strömungsmittel versorgt wird. Die Kanäle 83 sind gleich ausgebildet und angeordnet, so daß das öl, das durch einen Kanal 83 und die zugehörige öffnung 84 fließt, im wesentlichen immer den gleichen Strömungswiderstand vorfindet, wodurch der wirksame Öldruck in den vier Druckpolstern 70 im wesentlichen gleich ist.

Selbstverständlich können die öffnungen 84, je nach Bedarf, geändert werden. Bei der Pumpe 74 kann es sich ebenfalls um eine Pumpe veränderlicher Fördermenge handeln, die vom Elektromotor 75 mit jeder gewünschten Drehzahl angetrieben werden kann, so daß ein im wesentlichen konstanter Strömungsmitteldruck und Strömungszustand erzielt werden können.

Es ist eine Strömungsmittelrückführung vorgesehen die das Strömungsmittel aus den Druckpolstern 70 durch den Achsenkörper 36 in die Strömungsmittelquelle 73 zurückführt. Das öl gelangt von den Druck polstern 70 durch mehrere radial nach innen gerichtete Kanäle 85 zu einer Leitung 86 mit verhältnismäßig großem Querschnitt, die im wesentlichen durch die Mitte des Achsenkörpers 36 verläuft. Die innere Leitung 86 ist mit ihrem Endabschnitt 87 angrenzend an dem inne ren Ende des Achsenkörpers 36 und in Strömungsver bindung mit einer Rückführungsleitung 90 angeordnet deren mit Gewinde versehener Einlaßabschnitt in der Achsenkörper 36 eingeschraubt ist, wie bei 91 zu seher ist. Die Rückführungsleitung 90, die mit der Strömungs mittelquelle 73 in Verbindung steht, führt das öl, da; vorher durch die Druckpolster 70 geströmt ist, in die Strömungsmittelquelle zurück.

Jeder Kanal 83 mit seiner zugeordneten öffnung & ist derart angeordnet, daß die öffnung unter Druck ste hendes Strömungsmittel in den mittleren Abschnit eines zugeordneten Druckpolsters 70 abgibt (Fig.9]

Das öl fließt vom mittleren Abschnitt eines jeden Druckpolsters 70 im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen und, wie durch die Pfeile 93 und 94 angedeutet, radial nach innen durch die Kanäle 85 und gelangt schließlich durch die Leitung 86 im Achsenkörper 36 in die Druckquelle 73.

Um sicherzustellen, daß kein Öl, das von der Strömungsmittelquelle 73 zu den Druckpolstern 70 fließt, aus der Spindellagerung 33 verlorengeht, sind an den gegenüberliegenden Enden des Achsenkörpers 36 zwei Dichtungen, im vorliegenden Fall zwei Lippendichtungen, vorgesehen. Am äußeren Ende des Achsenkörpers 36 ist eine äußere Lippendichtung 95 vorgesehen, die in bekannter Weise in einem Stützring 96 von U-förmigem Querschnitt gelagert ist. Der innere Endabschnitt der Lippendichtung 95 ist am Stützring % befestigt, so daß der äußere Abschnitt der Lippendichtung an einer zylindrischen Fläche des Achsenkörpers 36 verringerten Durchmessers, wie bei 100 angedeutet, angreift, um die Schleifspindel 46 gegen den Achsenkörper 36 abzudichten. Am inneren Endabschnitt des Achsenkörpers 36 ist eine weitere Lippendichtung 101 vorgesehen, die in einem Stützring 102, ebenfalls mit U-förmigem Querschnitt, befestigt ist. Der innere Endabschnitt der Lippendichtung 101 ist am Stützring 102 befestigt, während der äußere Endabschnitt der Lippendichtung 101 an einem zylindrischen Endabschnitt des Achsenkörpers 36 verringerten Durchmessers, wie bei 103 angedeutet angreift.

Somit wird öl von der Pumpe 74 durch die Zuführungsleitung 76. die Ringkammer 82 und die Kanäle 83 den Druckpolstern 70 zugeführt; das öl wird auf einem bestimmten hohen Druck gehalten, damit in den Druckpolstern 70 eine bestimmte laminare Strömung entsteht. Das Öl wird dann durch die im Achsenkörper 36 gebildete Leitung 86 und die Rückführungsleitung 90 in die Strömungsmittelquelle 73 zurückgeführt. Man sieht also, daß Öl von einem bestimmten Druck beständig um und durch den Achsenkörper 36 zirkuliert und gegen die innere zylindrische Fläche der Hülse 49. die einen Teil der Schleifspindel 46 bildet, strömt, wodurch nicht nur durch die Druckpolster 70 eine reibungsfreie Lagerung der Spindel 46 erzielt wird, sondern auch für eine Kühlung der Spindellagerung 33 bei allen Betriebsbedingungen, auch bei sehr ungünstigen hohen Belastungen, gesorgt wird. Dadurch, daß das Öl in der beschriebenen Weise zirkuliert kann die Spindellagerung 33 auf einer im wesentlichen gleichmäßigen Temperatur gehalten werden, wodurch die Starrheit der Spindellagerung im wesentlichen konstant bleibt und eine hohe Schleifpräzision bei praktisch allen Belastungen erzielt werden kann.

Wie bereits erwähnt wird die Spindellagerung 33 von dem Hydraulikmotor 66 angetrieben, dessen zusammenwirkende Betriebsteile aus Teilen des Achsenkörpers 36 wie auch der Schleifspindel 46 bestehen, wodurch die Spindel 46 und die von der Spindel getragenen Bauteile, einschließlich der Schleifscheibe 34, im wesentlichen schwingungsfrei umlaufen können, wie nun, insbesondere in Verbindung mit den F i g. 2, 3 und 5, genauer erläutert wird.

Die Betriebsteile des Hydraulikmotors 66 sind symmetrisch um die Längsachse 65 des Achsenkörpers 36 angeordnet und weisen mehrere identische Zahnräder 105 auf, die jeweils um eine zugeordnete, vom Achsenkörper 36 getragene Welle 106 umlaufen. Jedes Zahnrad 105 weist mehrere Zähne 110 auf. die mit einem eine Innenverzahnung aufweisenden Zahnrad 111 in Eingriff stehen. Das innenverzahnte Zahnrad Ul ist an der Schleifspindel 46 befestigt und weist mehrere radial nach innen vorstehende Zähne 112 auf, die mit den Zähnen 110 der Zahnräder 105 in Eingriff stehen. Die Zahnräder 105 werden von einem unter Druck stehenden Strömungsmittel angelrieben, wie im folgenden noch genauer beschrieben wird.

Wenn die Zahnräder 105 durch das unter Druck stehende Strömungsmittel angetrieben werden, laufen sie

ίο um die zugeordneten Wellen 106 um, und da die Zähne

110 mit den Zähnen 112 des innenverzahnten Zahnrads

111 in Eingriff stehen, läuft das Zahnrad 111 ebenfalls um, wodurch die mit dem Zahnrad 111 fest verbundene Spindel 46 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Die Zahnräder 105 und das innen verzahnte Zahnrad 111 sind Teile eines Planetengetriebes, das symmetrisch um die Längsachse 65 angeordnet ist und die schwingungsfreie Betriebsweise ermöglicht.

Das unter Druck stehende Strömungsmittel, das dazu verwendet wird, den Hydraulikmotor 66 anzutreiben, kann von irgendeiner Strömungsmittelquelle geliefert werden und vollständig unabhängig von dem Strömungsmittel sein, das für die Gleitlagerung des Spindelkörpers 36 verwendet wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch vorzugsweise als Strömungsmittel das Öl verwendet, das in der Strömungsmittelquelle 73 vorhanden ist und für die Gleitlagerung verwendet wird; dieses öl wird der Spindellagerung 33 durch eine Leitung 113 zugeführt.

Es ist eine getrennte Pumpe 114 vorgesehen, die von einem Elektromotor 115 angetrieben wird. Der Einlaß der Pumpe 114 steht mit der Strömungsmittelquelle 73 in Verbindung, und der Auslaß der Pumpe 114 ist an der Leitung 113 angeschlossen. Die Pumpe 114 kann eine Pumpe mit veränderlicher Fördermenge sein, die von Hand oder durch irgendeine Automatik gesteuert wird. Die Drehzahl des Hydraulikmotors kann ebenfalls in geeigneter Weise gesteuert werden, wodurch der Druck und die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels, das dem Hydraulikmotor 66 zugeführt wird, mit grußer Genauigkeit gesteuert werden können.

Das Auslaßende der Leitung 113 ist in den Achsenkörper 36 eingeschraubt, wie bei 120 zu sehen ist (F i g. 5). Am hinteren Ende des Achsenkörpers 36 ist ein Kanal 121 vorgesehen, der derart angeordnet ist, daß sein Einlaß mit dem Auslaßende der Leitung 113 und sein Auslaß mit einer Ringkammer 122, die ähnlich wie die Ringkammer 82 ausgebildet ist in Verbindung steht. In dem Achsenkörper 36 sind mehrere Kanäle 123 gebildet (F i g. 3 und 5), von denen jeder mit der Ringkammer 122 in Verbindung steht und einem Zahnrad 105 zugeordnet ist, so daß die Zahnräder 105 von dem Öl in Drehung versetzt werden, das von der Pumpe 114 über die Ringkammer 122 und die einzelnen Kanäle 123 den Zahnrädern 105 zugeführt wird.

Jedem Zahnrad 105 ist ein zum Ableiten des Strömungsmittels dienender Rückführungskanal 125 zugeordnet dessen Einlaß stromabwärts von einem zugeordneten Zuführungskanal 123 des betreffender Zahnrads 105 angeordnet ist Jeder Rückführungskanal 125 weist ein Auslaßende 126 auf, das derart angeordnet ist. daß das unter Druck stehende Strömungsmittel das zum Antrieb des zugehörigen Zahnrads 105 dient in die Strömungsmittelquelle 73 zurückgeführt w erder kann.

Wenn auch in der Spindellagerung 33 eine getrennte Strömungsmitielanlage dazu verwendet werden kann

7 ^ 8

das Öl, das zum Antrieb des Hydraulikmotors 66 ver- motors 66 in Verbindung stehen.

wendet wird, zurückzuführen, wird jedoch bei dem be- Bei den bekannten Spindellagerungen wird ein der schriebenen Ausführungsbeispiel das öl durch radial Spindel 46 entsprechendes Bauteil normalerweise von nach innen verlaufende Kanäle 85 zurückgeführt, die einem außerhalb der Spindellager angeordneten Anneben dem inneren Endabschnitt des Achsenkörpers 36 5 trieb, etwa einem Antriebsmotor, angetrieben, der beigebildet sind. Wie bereits erwähnt, empfangen die Ka- spielsweise einen Riementrieb antreibt. Der Riemennäle 85 auch das öl von den angrenzenden Druckpol- trieb greift am einen Ende des Spindelkörpers an und stern, wie durch den Pfeil 94 angedeutet. Die Kanäle 85 übt somit eine Kraft aus, die quer zur Längsachse des stehen mit der axialen Leitung 86 in Verbindung, die Spindelkörpers verläuft. Eine solche Anordnung erdazu verwendet wird, das Öl aus den Druckpolstern 70 i° zeugt übermäßige Schwingungen und schränkt die Verin die Strömungsmittelquelle 73 zurückzuführen. Somit wendbarkeit der Spindellagerung ein.
wird also die gleiche Strömungsmittelrückführung ver- Durch den besonderen Aufbau der Spindellagerung wendet, um das öl, das zum Antrieb des Hydraulikmo- 33 mit ihrer reibungsfreien Gleillagerung und dem eintors 66 dient, wie auch das Öl, das als Strömungsmittel gebauten Hydraulikmotor 66 ist es dagegen möglich, für die Gleitlagerung des Spindelkörpers 36 dient, zu- 15 daß die gesamte Spindellagerung 33 auf einer vielseitig rückzuführen. verwendbaren Anordnung, beispielsweise einer

Wie bereits erwähnt, kann die Pumpe 114 eine Pum- Schwenkscheibe, angeordnet wird, so daß die Schleif-

pe mit veränderlicher Fördermenge sein, und die Dreh- scheibe 34 unter jedem gewünschten Winkel auf das

zahl kann ebenfalls veränderbar gesteuert werden, so Werkstück 27 zu bewegt werden kann. Der einfache

daß die Spindel 46 und somit die Schleifscheibe 34 in »0 Aufbau der Spindellagerung 33 sorgt für die obener-

jeder gewünschten Weise und in Abhängigkeit von der wähnte schwingungsfreie Betriebsweise, ermöglicht das

Belastung, die an der Schleifscheibe 34 angreift, ange- Auffangen des Axialschubs und verbessert die Gleitla-

trieben werden kann. Der Aufbau und die Anordnung gerung.

des Hydraulikmotors 66 in der Spindellagerung 33 sor- In den F i g. 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeigen somit nicht nur für die obenerwähnte schwingungs- »5 spiel der Erfindung dargestellt. Die Spindellagerung freie Betriebsweise, sondern sie ermöglichen auch eine des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 6 bis 8 ist sehr Steuerung der Betriebsweise der Schleifscheibe in Ab- ähnlich wie die Spindellagerung 33 aufgebaut; die Spinhängigkeit von der Belastung der Schleifscheibe, wo- dellagerung wird daher mit der Bezugsziffer 334 bedurch ein maximaler Wirkungsgrad erzielt wird. Es ver- zeichnet, und die Teile der Spindellagerung 334, die steht sich, daß außerdem auch ein geeignetes Servo- 3o bestimmten Teilen der Spindellagerung 33 entsprechen, ventil od. dgl. dazu benutzt werden kann, die Betriebs- werden mit der gleichen Bezugsziffer wie beim vorherweise des Hydraulikmotors 66 direkt proportional zur gehenden Ausführungsbeispiel, gefolgt von dem Buch-Belastung der Schleifscheibe 34 automalisch zu steuern stäben 4, bezeichnet und nicht näher beschrieben. Nur ; dies gibt der Spindellagerung eine optimale Vielseitig- diejenigen Teile der Spindellagerung 334, die sich von keil nicht nur, wenn sie bei einer Schleifmaschine ver- 35 den entsprechenden Teilen der Spindellagerung 33 we· wendet wird, sondern auch bei jeder Art von Werk- sentlich unterscheiden, werden mit neuen Bezugsziffern zeugmaschine, bei der die Betriebsweise des Schneid- bezeichnet und genauer beschrieben. Die Spindellagewerkzeugs in Abhängigkeit von der Belastung ge- rung 334 der F i g. 6 bis 8 kann in der gleichen Weise steuert werden soll. ^w'^e die Spindellagerung 33 in dem Schleifspindelkopl

Wie insbesondere in den F i g. 5 und 9 zu sehen ist, 4° der Schleifmaschine 20 verwendet werden,

sind in den hinteren als Ringe ausgebildeten Abschnit- Der Hauptunterschied zwischen der Spindellagerung

ten des Achsenkörpers 36 mehrere Ringnuten 131 vor- 334 und der Spindellagerung 33 besteht im Aufbau und

gesehen. Der offene Abschnitt jeder Ringnut 131 liegt in der Anordnung des Achsenkörpers, der bei der Spin

einer zugeordneten Ringfläche des Zahnrads 111 ge- dellagerung 334 mit der Bezugsziffer Ι36Λ bezeichnei

genüber. Jede Ringnut 131 kann von einer geeigneten 45 wird. Auch der Hydraulikmotor der Spindellagerung

Strömungsmittelquelle mit unter Druck stehendem öl 334 ist vom Hydraulikmotor des vorhergehenden Aus

versorgt werden. Die Ringnuten 131 definieren somit führungsbeispiels verschieden und wird mit der Bezugs

eine Art Strömungsmittelausgleichspoister. Die Aus- ziffer 1404 bezeichnet. Zunächst wird der Hydraulik

gleichspolster 131 wirken in der gleichen Weise wie die motor 1404, danach der Achsenkörper 1364 genauei

Druckpolster 70. Der Aufbau und die Anordnung der 50 beschrieben.

Ausgleichspolster 131 sind jedoch derart daß sie als Der Hydraulikmotor 1404 weist an Stelle von viei

sich selbst einstellende Axialdrucklager für die Spindel- Zahnrädern, die mit einem zugeordneten, an einei

lagerung 33 dienen. Insbesondere sorgen die Schleifspindel 464 befestigten Zahnrad 1114 zusam

Ausgleichspolster 131 für eine genaue Positionierung menwirken, nur drei Zahnräder 1054 auf. Die Zahnrä

des Zahnrads 111, da sie an sich gegenüberliegenden 55 der 1054 werden von den zugeordneten Kanälen 123/

Flächen des Zahnrads 111 angreifen, wodurch die Spin- mit Strömungsmittel versorgt; das Strömungsmittel ge

del 46 und die daran befestigten Teile, einschließlich langt von den Zahnrädern 1054 in die Rückführungs

der Schleifscheibe 34, ebenfalls genau positioniert wer- kanäle 1254, und zwar in der gleichen Weise, wie die:

den. bereits in Verbindung mit den Kanälen 125 des vorher

Wie bereits erwähnt können die Ausgleichspolster 60 gehenden Ausführungsbeispiels erläutert wurde.

131 von irgendeiner geeigneten Strömungsmittelquelle Die Schleifspindel 1364 weist sechs Aussparungei

mit unter Druck stehendem öl versorgt werden. Im 704 auf, die in der gleichen Weise wie bei dem vorher

vorliegenden Fall wird jedoch jedes Ausgleichspolster gehenden Ausführungsbeispiel Druckpolster 704 bil

131 über eine Leitung 129, die einem Kanal 83 eines den. Die Aussparungen 704 und somit die Druckpol

bestimmten Druckpolsters 70 zugeordnet ist. mil öl 65 _ster jq/\ der Spindel 1364 sind symmetrisch um dii

versorgt. Es versteht sich, dal} das den Ausgleichspol- Längsachse 654 des Achsenkörpers angeordnet: dii

stern 131 zugeföhrte öl auch aus Kanälen entnommen Aussparungen sind gruppenweise angeordnet, wöbe

werden könnte, die mit dem Kanal 121 des Hydraulik- jede Gruppe wenigstens zwei im Abstand voneinande

angeordnete Aussparungen, d. h. Druckpolster, 70/4 aufweist, die Ende gegen Ende und im wesentlichen parallel zur Längsachse 65/4 ausgerichtet sind.

Die Druckpolster 70/4 dieses Ausführungsbeispiels bilden drei Gruppen, die um 120° gegeneinander versetzt sind, wobei jede Gruppe zwei Druckpolster 704 aufweist, so daß insgesamt sechs Druckpolster 70A vorhanden sind. Es versteht sich jedoch, daß jede gewünschte Anzahl von Druckpolstern 70A vorgesehen werden kann, solange die Druckpolster 7OA symmetrisch um die Längsachse 65/4 des Achsenkörpers 136/4 angeordnet sind. Den Druckpolstern 70-4 kann ferner jedes gewünschte Volumen gegeben werden, wie es im Einzelfall bei einer speziellen Anwendung der Spindellagerung 33Λ erforderlich sein kann.

Die Aussparungen 70/4 können nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise dadurch, daß sie gemeinsam mit dem Achsenkörper 136Λ gegossen oder durch ein Materialabtragungsverfahren hergestellt werden.

Das öl aus jedem der Druckpolster 70/4 wird durch einen Kanal 86A in dem Achsenkörper 136/4 und eine Rückführungsleitung 90/4 in der gleichen Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel in die Strömungsmittelquelle 73/4 zurückgeführt. Das öl aus jedem Druckpolster 70/4 kann in irgendeiner geeigneten Weise in die Leitung 86/4 gefördert werden; im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht jedoch jedes Druckpolster 7OA mit zugeordneten Ringnuten 143/4 in Verbindung, von denen jede einen radial nach innen verlaufenden Kanal 144/4 aufweist, der mit der Leitung 86/4 in Verbindung steht.

Von jedem Kanal 83/4 geht ein Kanal 89Λ weg, der mit einer zugeordneten Öffnung 84/4 in Verbindung steht. Die Kanäle 89/4 sind derart bemessen, daß der Druckabfall in der Strömungsmittelanlage berücksichtigt ist und sichergestellt wird, daß der Öldruck in jedem Druckpolster 7OA einen im wesentlichen konstanten Wert hat. Dadurch ist sichergestellt, daß die Gleitlagerung zwischen dem Achsenkörper 136,4 und der Hülse 49Λ, die ein integraler Teil des Spindelkörpers 46/4 ist, für die gewünschte optimale Betriebsweise sorgt.

jede der Spindellagerungen 33 und 33/4 bildet in jedem Fall eine Anordnung, die gemeinsam mit den zugehörigen Strömungsmittelleitungen unter allen normalen Betriebsbedingungen voll unter öl steht. Durch Versuche wurde festgestellt, daß durch eine Betriebsweise, bei der die Spindellagerung voll unter Öl steht, für einen besseren dynamischen Ausgleich bei praktisch allen Betriebsdrehzahlen gesorgt wird. Außerdem erhält man bei voll unter rückströmendem öl stehender Spindellagerung eine gleichmäßigere Temperaturverteilung in der gesamten Spindellagerung, und es ist leicht bestimmte Herstellungstoleranzen, im vorliegenden Fall Schleiftoleranzen, einzuhalten.

Sowohl für den Hydraulikmotor wie auch für die Gleitlagerung kann jedes beliebige geeignete Strömungsmittel verwendet werden; ein SAE 20 Wöl wurde bereits erfolgreich benutzt. Im Hinblick auf den Hydraulikmotor wurde festgestellt daß eine Pumpe, die einen Druck von etwa 28 kp/cm² und etwa 80 l/min liefert, Drehzahlen der Schleifspindel 46 bzw. 46/4 erzeugt, die in der Größenordnung von 1500 U/min liegen. Wie jedoch bereits erwähnt, kann als Pumpe in jedem Fall eine Pumpe verwendet werden, deren Fördermenge und Druck veränderlich sind, so daß die Drehzahl der Schleifspindel 46 bzw. 46,4 in Abhängigkeit vom Belastungszustand geändert werden kann. Der Strömungsmitteldruck im Gleitlagersystem wird ebenfalls in jedem Fall durch die Belastungen festgelegt, denen die Spindel 46 bzw. 46A ausgesetzt ist, und dieser Druck kann, wie bereits erwähnt, eingestellt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 10 dar-

'5 gestellt, die eine schematische Ansicht eines äußeren Strömungsmittelsystems zeigt, das in Verbindung mit der Spindellagerung 33 oder der Spindellagerung 33/4 verwendet werden kann. Das Hauptmerkmal der in Fig. 10 dargestellten Strömungsmittelanlage besteht darin, daß nur eine einzige Pumpe verwendet wird.

Die in Fig. 10 dargestellte Strömungsmittelanlage weist mehrere Bauteile auf, die bereits in Verbindung mit den Spindellagerungen 33 und 33/4 beschriebenen Bauteilen entsprechen und demgemäß mit der gleichen Bezugsziffer unter Zufügung des Buchstaben M bezeichnet werden. Nur die Bauteile, die sich von den bereits beschriebenen Bauteilen wesentlich unterscheiden, werden genauer beschrieben.

Aus der Figur geht hervor, daß die Strömungsmittelanlage eine Strömungsmittelquelle 73M in Form eines Reservoirs aufweist und daß das öl in das Reservoir durch eine einzige Rückführungsleitung 90M zurückgeführt wird, die mit der Leitung 86M in Verbindung steht, um das Öl sowohl von den Druckpolstern als auch dem Hydraulikmotor zurückzuführen. Eine einzige Hydraulikpumpe 150M ist vorgesehen, die von einem Elektromotor 151M angetrieben wird, und der Einlaß der Pumpe 150M steht mit der Strömungsmittelquelle 73M und der Auslaß der Pumpe mit einer Leitung 152Min Verbindung, die sich an ihrem Ende 153M in zwei Zweigleitungen verzweigt.

Die eine Zweigleitung steht mit einer Leitung 76Min Verbindung, die ihrerseits mit einem Kanal 81M verbunden ist, der die Druckpolster mit Öl versorgt. Die andere Zweigleitung steht mit einer Leitung 113Min Verbindung, die ihrerseits mit einem Kanal 121M verbunden ist, der den Hydraulikmotor mit Öl versorgt. Somit versorgt eine einzige Pumpe 150M über eine Leitung 152M die Zuführungskanäle 81M und 121M, die zu den Druckpolstern bzw. dem Hydraulikmotor führen.

Die in Fig. 10 dargestellte Strömungsmittelanlage mit nur einer Pumpe 150M, die sowohl die Druckpolster wie auch den Hydraulikmotor mit Strömungsmittel versorgt bildet in der Tat eine lastkompensierende Spindel. Die Betriebsweise der in Fig. 10 gezeigten Strömungsmittelanlage ist insbesondere derart daß bei größer werdender Belastung der Schleifscheibe dei Druck des Antrieböls ebenfalls größer wird, worauf dei Druck der Gleitlagerung anwächst und die zusätzliche Belastung der Schleifscheibe ausgleicht

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Strömungsmittelantrieb für Spindeln von Schleifmaschinen unter Verwendung eines ortsfesten, die Schleifspindel axial durchsetzenden Achsenkörpers, um welchen sich die Spindel dreht, d a durch gekennzeichnet, daß ein am Innenumfang der Schleifspindel (46) befestigtes. Innenverzahnung aufweisendes Zahnrad (111) in mehrere den Achsenkörper (36) auf einem Kreis umgebende Zahnräder (105), mit diesen ein Planetengetriebe bildend, eingreift, daß jedem Zahnrad (105) im Bereich der Zahnflanken ein den Achsenkörper (36) durchsetzender und mit der Strömungsmittelquelle /73) in Verbindung stehender Kanal (123) zugeordnet ist, durch den das Strömungsmittel zum Zweck des Antriebs der Zahnräder (105) und des mit den Zahnrädern in Eingriff befindlichen Zahnrads (111) einleitbar ist, daß gleichfalls den Achsenkörper durchsetzende, zum Ableiten des Strömungsmittels dienende Kanäle (125) der Zahnräder über eine gemeinsame, axial durch den Achsenkörper verlaufende Leitung (87) mit der Strömungsmittelquelle (73) verbunden sind, und daß das Zahnrad (111) der Spindel auf seinen beiden Stirnseiten je durch einen Ring des Achsenkörpers (36) gelagert ist. in welchen sich als Axialdrucklager wirkende Ringnuten (131) befinden, die über Kanäle (129) innerhalb des Achsenkörpers mit der Strömungsmittelquelle (73) verbunden sind.

2. Strömungsmittelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Strömungsmittelquelle (73) verbundene Ringkammer (122) im Achsenkörper (36) vorgesehen ist, von der aus die einzelnen Kanäle (123) das Strömungsmittel zum Zweck des Antriebs zu den auf einen Kreis um den Achsenkörper angeordneten Zahnrädern (105) führen.

3. Strömungsmittelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Drehbewegung der Schleifspindel eine einstellbare Pumpe (114) der Strömungsmittelquelle (73) nachgeschaltet ist.

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