DE2326666A1 - Hydrostatische lagerung - Google Patents
Hydrostatische lagerungInfo
- Publication number
- DE2326666A1 DE2326666A1 DE2326666A DE2326666A DE2326666A1 DE 2326666 A1 DE2326666 A1 DE 2326666A1 DE 2326666 A DE2326666 A DE 2326666A DE 2326666 A DE2326666 A DE 2326666A DE 2326666 A1 DE2326666 A1 DE 2326666A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- insert
- spaces
- channels
- bearing
- hydrostatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
- F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
- F16C32/0651—Details of the bearing area per se
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
- F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
- F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
- F16C32/0651—Details of the bearing area per se
- F16C32/0659—Details of the bearing area per se of pockets or grooves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
Vil'njusskij Stankostroitel'nyj zavod "Komunaras"
(Jlavt ο chstankopr om
HYDROSTASISCiffi MGlSUHG
Die Erfindung betrifft Sagos img©& fas Maschinenelemente
insbesondere hydrostafiseli© 3j@g@sirag©n fvle
Die Erfindung kaan
bei Metallbearbe3.tu33gsmaschinüi2L0 3agb@soaäei?Q fas
werke ausgenutzt
Ss sind
bekannt, dl© ein© Schicht aus flüssigem !©die® d@sst©ll@a9 das
zwischen ein fi Elt
Bildung ©Ines hydsaulischea Polstfs© g^isck@a Ubs@a
wird© Dabsl sind in ®&n©a dieses
die mit der Oberfläche des anderen Teiles Räume bilden, von denen
die e.lnen Einlauf räume sind, welche durch Spaltdrosseln mit
der Flüsslgmed&umquelie unter Druck In Verbindung stehen, die
anderen aber Tragräume» die das erwähnte hydraulische Polster
bilden und durch Kanäle so verbunden warden, dag jeder Kanal
einen Einlauf- und einen (Eragraum, die an verschiedenen Selben
in bezug auf die Längsachse des um,-.faßten Teiles liegen^ miteinander
verbindet.
Es ist, z.B.. eine hydrostatische Lagerung einer Schieberstange
bekannt, die eine Schicht ©Ines ElÜssigmediums (öl) darstellt, das zwangsweise zwischen das umfassende Teil .— Schiebergehäuse
- und das um— faßte Teil - Schieberstange - zur Bildung
eines hydraulischen Polsters zwischen Ihnen- zugeführt wird» Dabei
sind auf der Stange lussparungen ¥orhaaden? dl® mit der Gehauseflächü
'Raum© bilden«, %on denen die einen Einlauf räume sind,
welche durch Spalidrossel unt@r Druck mit der Ölquelle in "Verbindung
stehen, die anderen aber Tragräume, die das erwähnte
hydraulische Polstar bilden«, Die Räume stehen durch Kanäle so
in Verbindung daß jeder Kanal einen Einlauf= und einen Tragraus.g
dl® an verschiedenen Seiten Ui bezug auf die Längsachse 1Ie^Qn8
miteinander verbindet (siehe das USA-Patent Er. 24-59825 Klasse
308-122)»
BiI einer solchen bekannten Lagerung sind dl® Kanäle 9
welche die entsprechenden Einlaufräume mit den Tragräumen ver-
309881/0792
32666
binden, geradlinig ausgeführto
3Ss ist bekannt ρ daß zur Erreichung ^ er Tragfähigkeit der
Lagerung die Kanäle sich nlch^ kreuzen. dürf©no Zwecks Einhaltung
der letzteren Bedingung werden bei der bekannten Lagerung die jGrad'i \nigen Kanäle unter einem gewissen Winkel zur Längsachse
(des um, faßten Teiles) der Lagerung und gleichseitiger Versetzung der Kanäle m bezug auf diese Ach^e angeordnets wobei der
Neigungswinkel und die Versetzungslänge in bezug auf die. erwähnte
Achse vom Durchmesser der zugeordneten (umfassendes und umfaßtes) Teile, v.on der ^uerschnittsgröße der Kanäle und von der
Anzahl der Tragräume abhängig slndo
Line Lagerung z,Bs alt abgenommenem Durchmesser der zugeordneten
Tülle und Größe der Kanalquer schnitt β kann nü2 uilt
einer bestimmten maximalen Anzahl von Tragräumen ausgeführt
werden, nach einer Vergrößerung dieser Anzahl kann die Bedingung gemäß der sich die Verbindungskanäle nicht kreuzen dürfen, nicht
eingehalten werden^
Dadurch kann die bekannte hydrostatische LagerungVmit einer
noch größeren. Anzahl von Tragräumen bei gegebenen Durchmesser der zugeordneten Teile ausgeführt werden, und folglich
ist die Tragfähigkeit der Lagerung begrenzt»
Eine Quorschnlütsverkleinerung der Verbindungskanäle kann
in einigeii Italien eine unerhebliche Vergrößerung der Anzahl von
Tragräumen gewährleisten, jedoch erhöht eine solche Verkleine-
309881/0792
BADORIGINAL
rung des Querschnittes der Verbindungskanäle den hydraulischen Widerstand der letzteren gegenüber dem Durchfluß des flüssigen
Mediums, was eine Senkung der Lager a? tragfähigkeit verursacht.
Andererseits, kann die bekannte Lagerung rait einer vorbestimmten
Anzahl von Tragräumen bei vorbestimmtem Querschnitt
der Verbindungskanäle nur mit einem bestimmten Durchmesser der . zugeordneten Teile ausgeführt werden; bei einer Verkleinerung
des Durchmessers kann in der Zentralzone der Lagerung die Bedingung,
gemäß der sich die Verbindungskanäle nicht kreuzen dürfen,
nicht eingehalten werden. Dadurch, können die bekannten Lagerungen
nicht mit (kleinen radialen Außenabmessungen ausgeführt werden·
Infolge der Notwendigkeit, die Verbindungskanäle bei den
bekannten Lagerungen mit einer Versetzung In bezug auf die Lagerungslangsachse
anzuordnen, kann das flüssige Medium aus den Kanälen dem Mittelpunkt der Tragräume nicht zugeführt werden, wodurch
bekanntlich die Anisotropie des Betriebes und Tragfähigkeit der Lagerung vermindert werden· (Siehe, z.B. I#N. Shinkle,
E.G. Hornung .'!Friction Characteristics of Liquid" Hydrostatic
Journal Bearings).
Somit weisen die bekannten hydrostatischen Lagerungen infolge
solcher Ausführung der Verbindungskanäle eine nicht ausreichend
hohe Tragfähigkeit und Anisotropie des Betriebes sowie auch große radiale Außenabmessungen auf, was den Anwendungsbereich
solcher Lagerungen einschränkt.
Bei den bekannten hydrostatischen Lagerungen sind die
309881/0792
«3 i'D-^'cyf '■ JA·«?/«:«^
Einlaufräume hintereinander angeordnet und -durch dieselben Flachen
des Um1-faßten und umfassenden Teiles der Lagerung gebildet»
Bei einer Belastung der Lagerung entsteht eine Ruckdruckreaktlon
des flüssigen Mediums In den Bäumen· Dabei 1st In den
Tragräumen die Richtung dieser Reaktion dem Lastvektor entgegengesetzt,
in den Einlauf räumen aber mit der Richtung diests Vektors
übereinstimmend· Durch eine solche Verteilung der Rückdruckreak·* u
tionen des flüssigen Mediums m den Räumen wird die Tragfähigkeit
um eine Größe verkleinert, die der Fläche der Einlauf räume
äquivalent 1st«
Daraus folgt, daß zur Bildung einer hydrostatischen Lagerung
mit einer vorbestimmten Tragfähigkeit die Fläche der Tragräume
um die Große der Einlaufraumefläche zu vergrößern ist,
wodurch die axialen Außenabmessungen der Lagerung bedingt sind«
Die aufeinanderfolgende Anordnung der Trag- bzw· Einlaufräume
mit ihren Spaltdrosseln entlang der Achse des unit—faßten
Teiles verursacht eine Abgrenzung d@r Räume durch trennende
Di*jDsselspalte, was die axialen Außenabmessungen der Lagerung um
die Größe dieser Spalte verlängert« Bei einer solchen Anordnung
der Trag- bzw· Einlaufräume finden außerdem sswischen benachbarten
Räumen durch den Tr enndrosse Ispalt axiale über strömungen des
flussigen Mediums statt9 die beim Lastangriff eine Senkung der
Differenz zwischen den Druckwtrten in den belasteten und entlaste
ten Tragräumen verursachen, was ebenfalls die Tragfähigkeit der
309881/0792
INSPECTED
Lagerung vermindert·
In denjenigen Fallen, wenn die Elemente der Lagerung eine
gegenseitige relative Bewegung (rotierende, fortschreitende oder sowohl die erste als auch die zweite) aufweisen, verursacht die
oben angegebene Anordnung der Einlaufräume mit ihren Spaltdrosseln eine erhebliche Erhöhung der Lagerungs-Wäffmeaussehe!dungen
infolge Vergrößerung der Schmierstoff-Reibflächen an den laufenden
Oberflächen, der Teile in der Zone der Einlauf räume an den
Spaltdrosseln, in der Zone des Trenndrosselspaltes zwischen. Einlauf**
iund Tragräume sowie infolge der Notwendigkeit die Fläche
der Tragräume um den Wert der Einlaufräumefläche zu vergrößern·
Somit weisen die bekannten hydrostatischen Lagerungen infolge
solcher Ausführung der Verbindungskanäle und Anordnung der Einlauf räume mit Spaltdrosseln eine nicht ausreichend© hohe
Tragfähigkeit bei großer, Wärmeentwicklung und großen axialen
Außenabmessungen auf, wodurch der Anwendungsbereich dieser Lagerungen für Spinde !baugruppen wesentlich eingeschränkt wird, insbesondere
fur solche mit hohen Geschwindigkeiten der gegenseitigen
Bewegungen der Lagerungstelle.f . ' , z.B. für Spindelbaugruppen
der Präzislons-Metallbearbeitungsmaschlnen·
Es ist allgemein bekannt, daß die Tragfähigkeit einer hydrostatischen
Lagerung durch die Größe der Differenz zwischen den Druckwerten dee flüssigen Mediums in den belasteten und entlaste-.ten
Bäumen bedingt wird· Jedoch finden In Zusammenhang damit,
309881/0792
■'■...,ν .. . ORIGINAL INSPECTED
das die Räume in Radiairichtung durch Spaltdrosseln voneinander
getrennt sind, zwischen benachbarten Räumen radiale UberstrÖmungen
des flüssigen Mediums statt, die diese Größe der Druckwertdif^
ferenz verkleinern und somit die Tragfähigkeit der hydrostatischen
Lagerung verringern.
Im Verlaufe der Bewegung des um—faßten Teiles in bezug
auf das umfassende Teil entstehen Schwingungen, die die Bewegungs genauigkelt der Lagerungsteile beeinträchtigen«
Um die in der Lagerung entstehenden Schwingungen zu Vermindern,
werden verschiedene Vorrichtungen, z.B, Dämpfer benutzt, was eine zusätzliche Vergrößerung der Außenabmessungen der Lagerung
verursacht.
Bei den bekannten hydrostatischen Lagerungen laufen die
geradlinigen Kanäle, die die Einlauf räume mit den entsprechenden
Tragräumen verbinden, in der Nähe des Zentralbereiches des umfaßten Lagerungsteiles· Infolgedessen ist bei solchen i.bekan&ten
Lagerungt4..dle^AusfUhrung im um- faßten Lagerungstell einer ausreichend großen Zentralbohrung, die zum Passleren durch die Lagerung
verschiedener Steuerstangen, zur Zuführung von Kühlflüssigkeit und für andere Zwecke erforderlich ist, unmöglich. Dadurch
wird der Anwendungsbereich der. bekannten hydrostatischen Lagerungen
wesentlich eingeschränkt.
Somit schränken die erwähnten Hachteile der bekannten Lagerungen
ihren Anwendungsbereich wesentlich ein, insbesondere eine
Anwendung für Spinde !baugruppen von Präzlons-Metallbearbeitungs-
309881/0792
maschinen, bei denen eine große Tragfähigkeit der Lagerung., eine
durchaus hohe Bewegungsgenauigkeit der Lagerungstelie und geringe
wärme entwicklung .im Verlaufe dieser Bewegungen erwünscht
sind·
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Kachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatl-
der sehe Lagerung für Maschinenelement e mit einer Ausbildung ν Kanäle,'
die die Einlaufräume mit den entsprechenden Tragräumen in Verbindung
setzen, " zu entwickeln, durch die eine höhere.· Tragfähigkeit der Lagerung und eine Anisotropie
ihres Betriebes bei gleichzeitiger Gewährleistung einer Fertigung von hydrostatischen Lagerungen mit kleineren radialen bzw. axialen
Außenabmessungen, als diejenigen bei bekannten hydrostatlscbar
Lagerungen derselben Bauart gewahrleistet wird.
Diese Aufgabe wurde durch eine solche hydrostatische Lagerung für Maschinenelemente gelöst, bei der erfindungsgemäß ein
jeder Kanal, der einen Einlauf*· jilt dem.entsprechenden Tragraum
in Verbindung setzt, einen schraubenförmigen Abschnitt aufweist, wobei im um-faßten Teil zwischen den Tragräumen ein Einsatzstuck
untergebracht ist, in dem die schraubenförmigen Abschnitte
alier Kanäle, ausgeführt sind·
Dank einer solchen Bauart der Lagerung bewerkstelligen die
Kanäle eine Verbindung der Einlauf- und Tragräume an ihren geometrischen
Mittelpunkten, welche Bereiche von gleichen Druck-
309881/0792
werten des flüssigen Mediums darsteilen· Die Kanäle mit ihren
schraubenförmigen Abschnitten laufen um die Zentralzone der Lagerung
herum, wodurch die Anisotropie des Lagerungsräumebetriebs
verbessert wird, die Tragfähigkeit der Lagerung aber durGh eine
Vergrößerung der Anzahl de*1 Einlauf- und Tragraumpaa*·. bei unverändertem
Umfang der Lagerungstelle1 und unverändertem
KanalquerschrLitt erhöht werden kann·
Es ist für den Betrieb der erfindungsgemäßert hydrostatischen
Lagerung günstig, falls das Einsatzstück mit den schraubenförmigen
Abschnitten aller Kanäle im um - faßten Teil der Lagerung
mit einer Toleranz sitzt, die für radiale Verschiebungen des
Einsatzstückes In bezug auf die Längsachse dieses Teiles ausreichend
ist, und falls das Einsatzstück in bezug auf das erwähnte V
Teil als um -faßtes Element gilt, die Einlaufräume
durch im Einsatzstück ausgeführte Aussparungen und die zu
"bilden; den Aussparungen gewandten Flachen des um -faßten Teiles ZVL ν
die Spaltdrosseln dieser Räume aber sind durch die zueinander gewandten
Flächen des Einsatzstüokes und des um- faßten Teiles gebildet·
Durch eine solche Bauart liegen die Einlaufräume mit ihren
Spaltdrosseln innerhalb des um -faßten Lagerungsteiles und sind
von Flächen gebildet, die keine relative Bewegung aufweisen,
wobei diese Bewegung zwischen dem um-faßten und umfassenden
Teilen der Lagerung vorhanden ist, wodurch die Tragfähigkeit der Lagerung bei gleichzeitiger Verminderung ihrer Wärmeaus-
309881/0792
-.10-
sche!düngen und bei Verkleinerung der axialen Außenabmessungen
der Lagerung erhöht wird.
Nicht weniger günstig ist es, im Toleranzraum zwischen dem um - faßten Teil und Einsatzstück mit den schraubenförmigen Abschnitten
einen aus gummiartigem Werkstoff gefertigten Mantel anzuordnen, der mfct den Einlaufräumen und ihren Spaltdrosseln
zusammenfallende öffnungen und auch solche an den Verbindungsstellen
der Kanäle mit ihren schraubenförmigen Abschnitten aufweist.
Durch einen solchen Mantel sind die Drosselspalte, die
die Einlauf räume in Radialrichtung trennen, mit dem tferkstoff
des erwähnten Mantels gefüllt, der radiale überströmungen; des
flüssigen Mediums zwischen benachbarten Räumen verhindert und eine Dämpfung der Bewegungen des Einstazstückes in bezug auf das
um- faßte Teil gewährleistet, wodurch die Trag- bzw. Dämpfungsfähigkeit der Lagerung erhöht werden·
Es ist zweckmäßig, das das Einsatzstück mit den schraubenförmigen
Abschnitten aller Kanäle aus einem ./erkstoff ausgeführt
wird, dessen spezifisches Gewicht erheblich größer als dasjenige des um- faßten Teiles ist, die Kasse des Einsatzstückes wird
aber so angenommen, daß es als Dampfer für Schwingungen dienen kann, die bei der Bewegung des ucr,— faßten Teiles in bezug auf
das umfassende entstehen.
Dank einer solchen Ausführung dient das erwähnte Einsatzstück mit den schraubenförmigen i.analabschnitten gleichzeitig als
309881/0792
Dampfer für Schwingungen, die beim Lauf des ue- faßten Teiles
in der Lagerung entstehen, wodurch die Schwingungsfestigkeit
der Lagerung erhöht wird· .
Es ist durchaus zweckmäßig, das Einsatzstück mit schraubenförmigen
Abschnitten aller Kanäle a£s Buchse auszuführen und
koaxial mit dem um- faßten Teil in seiner Zentralbohrung anzuordnen·
Durch eine solche Ausführung des Einsatzstückes kann die
Zentralbohrung des um- faßten Teiles zum Durchlaufen von, z.B·
Spannvorrichtungsstangen benutzt werden.
Es ist zu empfehlen, das erwähnte Einsatzstück aus einem
Werkstoff auszuführen, dessen Elastizitätsmodul wesentlich kleiner als derjenige des Werkstoffes für das um,- .?aßte Teil ist.
Eine Fertigung des Eins^tzst.uckes aus solchen Werkstoffen
verhindert im Verlauf des Zusammenbaues eine Verformung und Verzerrung
der ursprünglichen Genauigkeit, insbesondere bei diinn-7/andigen
(etwa 5mm-dicken) um,-faßten Teilen der Lagerung, wodurch
eine hohe Betriebsgenauigkeit der hydro«tatIschen Lagerung
gewährleistet ist.
Die schraubenförmigen Kanalabschnitte können durch Rillen
gebildet werden, dio schraubenförmig auf der Außenfläche des
Einsatzstückes liegen, und durch die zu diesen Rillen gewandte
!flache des um,-faßten Lajerungstelles.
Eine solche Ausführung der schraubenförmigen -K-analabschnltte
auf d6m Einsatzstück ermöglicht es t die diese Kanalabschnitte
309881707 9 2
bildenden !lachen auf universalen Werkzeugmaschinen nach bekannten
Verfahren mit hoher Oberflächengüte zu bearbeiten, wodurch
die Fertigungstechnologie der Lagerungen unter Einhaltung der Temperaturkenndaten der Lagerung vereinfacht wird·
Somit weist die erfindungsgemäße hydrostatische Lagerung
zum Vergleich mit bekannten hydrostatischen Lagerungen ähnlicher .Bauart mit denselben .Außenabmessungen höhere Tragfähigkeit und
Betriebsgenaulgkeit bei kleineren Wärmeausscheidungen auf0
Fachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung von
Ausführungsbe!spielen und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt '
Fig. 1 schematische Darstellung im Längsschnitt der erfindungsgemäßen
hydrostatischen Lagerung für Maschinenelemente; Flg. 2 Schnitt nach der Linie 1I-II der Fig. 1;
Flg. J3 Abwicklung der Oberfläche des Einsatzstückes 9 nach
Purchmesser d;
Fig. 4- Längsschnitt einer anderen Ausführungsabwandlung
der erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagerung;
Flg. 5 teilweise dargestellter Querschnitt nach der Linie
V-V der Flg. 4;
Flg. 6 Abwicklung der Oberfläche des Einsatzstückes 16 nach Durchmesser d (Flg. 4);
Flg. 7 schematische Darstellung im Längsschnitt einer
Ausführungsabwandlung der erfindungsgemäßen hydrostatischen
Lagerung»
309581/079 2
Flg. 8 teilweise dargestellter Querschnitt nach der Linie
YIII-VIII der Flg. 7 S
Flg. 9 teilweise dargestellter Querschnitt nach der L^nie
IX-IX der Flg. 7i
Flg. 10 mit tellwelsem Ausschnitt dargestellte Abwicklung
nach Durchmesser d der Fläche des Mantels 24 (Flg. 7)»
Flg. 11 schematische Darstellung im Längsschnitt . einer
Ausführungsabwandlung der erfindungsgemäßen Lagerung.
Bei der erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagerung für Maschinenelemente
wird die Schicht A (Flg. 1) des flüssigen Mediums
zwangsweise zwischen das umfassende Teil-1 1 und das um-faßte
Teil 2 zur Bildung eines hydraulischen Polsters zugeführt. In dem
einen dieser Teile sind Aussparungen vorhanden« die mit der Oberfläche des anderen Teiles Räume bilden· Die einen dieser
Räume - die Einlaufräume 3 - stehen durch die Spaltdrosseln 4 ·
unter Druck mit der Quelle B des flüssigen Mediums in Verbindung,
die anderen *~ die Tragräum· 5 - bilden das erwähnte hydraulische
Polster. Die Einlaufräume 3 und Tragräume 5 stehen durch dl«
Kanäle 6 in solcher Wai.se in Verbindung 9 daß ein jeder Kanal
eine Einlauf- und eine Tragkammer, die auf verschiedenen Selten
In bezug auf die geometrische Längsachse 7 des um-faßten Teiles
2 liegen, in Verbindung setzen®
Erfindungsgemäß hat jeder Kanal 6 einen schraubenförmigen
Abschnitt 8, wobei im um-.faßten Teil 2 zwischen den Tragräumen
5a und 5b ein Einsatzstück 9 angeordnet ist, in dem die sehr au-'
309881/0792
benfb'rmlgen Abschnitte 8 aller Kanäle 6 ausgeführt sind«
In"dem hier gebrachten Ausführungsbeispiel stellt das umfassende
Teil 1 ein Lagerungsgehäuse dar, in dessen öffnung mit
Toleranz das um-faßte Teil 2 - eine Welle - angeordnet ist. Die
Aussparungen zur Bildung γόη Einlaufräumen 3 und Tragräumen 5
sind auf der Weile 2 ausgeführt, die Einlauf räume j5 und Tragräume
5 selbst aber sind durch diese Aussparungen und durch die
Fläche G in der öffnung des Gehäuses 1 gebildet«
Die Lagerung weist sechs Einlaufräume 3 und entsprechend
sechs Tragräume 5 (S1Ig* 2) auf, welch© voneinander in Axialrichtung
durch Trenndrosselspalte 10 (Fig. 1) .geschieden werden^
die von den Bereichen d,. der Fläche D und den Bereichen Q1 der
Fläche C gebildet sind, in Tang ent lalrichtung aber durch tangential«
Drosselspalten 11 (Fig. 2), dl© von den Bereichen d2 der
Fläche D und den Bereichen C2 der Fläch.© C gebildet sind. Die
Spaltdrosseln 4 (Flg. 1) der Bliiaufraume 3 sind von den Bereichen
dx der fläche D an der Welle 2 und den Bereichen Cp der Fläche C
gebildet.
Die Tragräume 5 weisen Austiittspaltdrosseln 12 auf, die
von den Bereichen aj± der Fläche D an der Welle 2 und den Bereichen
Οή. der Fläche C an der Öffnung des Gehäuses 1 gebildet sind·
Zwischen den Tragräumen 5a und 5b sind im um- faßten Teil
2 erfindungsgemäß ein Einsatzstück 9 angeordnet, das (in dem
hier gebrachten Ausführungsbeispiel) ein zylindrisches Teil darstellt,
In dessen Körper die schraubenförmigen Abschnitte 8
309881/07 92
aller Kanäle 6 ausgeführt sind. In Fig· 3 ist die Abwicklung
nach Durchmesser d des Einsatzstückes 9 mit schraubenförmigen
Abschnitten 8 aller Kanäle 6 dargestellt#
Als flüssiges Medium wird öl benutzt.
Der Betrieb der hydrostatischen Lagerung verlauft in folgender
Welse·
Von der Quelle B (Fig. 1) des flüssigen Mediums wird das
öl unter Druck durch die hydraulische Pumpe 13» Rohrleitung
14 und durch'die Spaltdrosseln 4 gleichzeitig allen Einlaufräumen·
3 zugeführt. Danach lauft das öl in den Kanälen 6 durch
ihre schraubenförmigen Abschnitte 8 In die entsprechenden Tragräume
5 und. fließt aus den letzteren durch die Austrittsspaltdrosseln
12 und Abf lußrojbrleitung 15 In die Quelle B zxxrück.
Zu Beginn, vor der Ölzuführung, liegt die Welle 2 auf der
Fläche C der öffnung im Gehäuse 1« Dabei 1st die Hohe Iu der
Drosselspalte 4a und 12 a gleich h^sH (d.h. der summaren Toleranz),
die Höhe h- der Drοsse!spalte 4b und 12b aber 1st gleich
Hull, h.25=0· Da der hydraulische Widerstand des Drosselspaltes
4a erheblich kleiner als der Widerstand des Drosselspaltes 4b ist, wird der Durchfluß durch den Spalt 4a' viel größer als durch
den Spalt 4b sein. Infolgedessen wird dem Einlaufraum 3a und entsprechend dem Trag^aum 5b eine größere öimehge als den Räumen
3b und 5a zugeführt werden. Dabei ist der Widerstand dem öl~
abfluß aus dem Raum 5b durch die Austrittsdrossel 12b viel grö-
9^81/0792
ßer als durch die Drossel 12a aus der Kammer ^a,- Infolge solcher
Verhältnisse zwischen den hydraulischen Widerständen der Drosselspalte steigt der Schmier st off druck im l'ragraum 5b schnell an,
und die Welle 2 schwimmt unter Einwirkung der Kraft, die durch
die Druckwertdifferenz in den Räumen 5a und $b bedingt ist, in
der öffnung des Gehäuses 1 hoch und nimmt eine Stellung ein, bei
der die Öldruckdifferenz In den Räumen 5a und 5b das Gewicht der
Welle ausgleicht.
Erfolgt ein; last angriff ander) Welle 2, z.B. In Richtung
G, wird die Welle unter der Einwirkung dieser Last abwärts versetzt,
und dabei vergrößert sich die Höhe h^ der Spaltdrossel 4a
des Einlaufraumes 3& und Höhe h^ der Austrittsdrossel 12a des
Tragraumes 5a, wobei die Höhe h2 der Drossel 4b des Raumes 356
und Höhe h2 &er Drossel 12b und Raumes 5b abnimmt· Dabei wird
sich der hydraulische Widerstand der Daosseln 4a und 12a ent-
der
sprechend vermindern und der^Drosseln 4b und 12b vergrößern, wodurch sich der Durchfluß durch die Drossel 4a In den Räumen 5a und 5b erhöht, wahrend der Durchfluß durch die Drossel 4b in den Räumen 5b und 5a vermindert. Der Druck im Raum 5b steigt in Zusammenhang siit der Vergrößerung des Durchfluß es an, der Druck Im Raum 5a aber sinkt infolge der Durchflußverkleine rung ab. Außerdem wird mit dem Anwachsen des Widerstandes der Austrittsdrossel 12b der Druck im Raum 5b ebenfalls ansteigen, infolge Verminderung des 5lderstand.es der Austrittsdrossel 12a aber wird der Druck im Raum 5a abfallen. Die Druckwertdifferenz in
sprechend vermindern und der^Drosseln 4b und 12b vergrößern, wodurch sich der Durchfluß durch die Drossel 4a In den Räumen 5a und 5b erhöht, wahrend der Durchfluß durch die Drossel 4b in den Räumen 5b und 5a vermindert. Der Druck im Raum 5b steigt in Zusammenhang siit der Vergrößerung des Durchfluß es an, der Druck Im Raum 5a aber sinkt infolge der Durchflußverkleine rung ab. Außerdem wird mit dem Anwachsen des Widerstandes der Austrittsdrossel 12b der Druck im Raum 5b ebenfalls ansteigen, infolge Verminderung des 5lderstand.es der Austrittsdrossel 12a aber wird der Druck im Raum 5a abfallen. Die Druckwertdifferenz in
309881/0792
. . kompensierenden
den Räumen 5b und 5a wird auch den Wert dar V Kraft
(d.h, die-Tragfähigkeit der Lagerung), welche die an die Welle 3.
angreifende Last aufnimmt, bedingen·
Es ist allgemein bekannt, daß zur JSfceherung der Anisotropie
beim Betrieb elne,r hydrostatischen Lagerung sowie zur Erhöhung, lh*
rer Tragfähigkeit eine Zwangszuführung des flüssigen Mediums an
den (geometrischen) Mittelpunkt der Tragräume erwünscht ist.
Die Ausführung der Kanäle 6 mit schraubenförmigen Abschnitten 8, die im Einsatzstück 9 Hegen, ermöglicht es, die als Bereiche
gleichwertiger Drucke geltenden geometrIschen Mittelpunkte der
Eialaufräume 3 und der Tragräume 5 zu verbinden· Dabei laufen
die schraubenförmigen Abschnitte 8 der Kanäle 6 quasi um die
Zentralzone der Welle 2, wodurch die Anzahl der Kanäle ohne
Kreuzung derselben und folglich auch die Tragfähigkeit der Lagerung
durch eine Vergrößerung der Anzahl der Paare von Einlaufräumen
3 und Tragräumen 5 bei unverändertem Umfang D^ der Lage» ι λ
rungswelle 2 und unverändertem Querschnitt der Kanäle 6 erhöht
werden kann·
Die erfindungsgemäß ausgeführte hydrostatische Lagerung
kann erfolgreich, in den Spindelbaugrupp@n bei Fräzlslons-Metall-'bearbeitungsmaschine^
z.B. bei Dlamant-Bohrwerkgn benutzt werden, die eine Fertigbearbeitung von Werkstücken nit hoher Formgenauigkeit (Unriindlielt 0,0002 s 0,0005 mm) und hoher Oberflächen
gute bei hohen Sohnlttg^gGliwlndXgkeiten (Y >
400 m/min for
309881/0792
Buntmetalle) gewährleisten·
Außer den oben erwähnten Vorzügen der erfmdungsgemasen
hydrostatischen Lagerung ermöglicht es die Ausführung der Kanäle 6 mit schraubenförmigen Abschnitten 8, die In dem zwischen den
Tragräumen 5 sitzenden Einsatzstück 9 liegen, andere Abwandlungen der Bauart von hydrostatischen Lagerungen auszuführen} die
Im Vergleich zu den bekannten hydrostatischen Lagerungen ähnlicher
Bauart mehrere zusätzliche positive Betriebseigenschaften aufweisen«
In Pig· 4 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte hydrostatische
Lagerung dargestellt, bei der das Einsatzstück 16 mit
schraubenförmigen Abschnitten 8 aller Kanäle 6 in der öffnung 17 des um^-faßten Teiles 2 mit einer Toleranz sitzt, die für radiale
Verschiebungen dieses Einsatzstückes in bezug auf die geometrische
Längsachse 7 des Teiles 2 ausreichend ist· Die Einlaufräume
3 sind in diesem Falle durch die. im Einsatzstück 16 ausgeführten
Aussparungen und die zu diesen Aussparungen gewandte Fläche E des um- faßten Teiles 2 gebildet, die Spaltdrosseln 4· dieser Räume
aber sind durch, die zueinander zugewandten Flächen F und Ξ
des Einsatzstückes 16 bzw· des um —faßten Teiles 2 gebildet» Die
Spaltdcosseln $ der Elnlaufräume 3 sind durch die Bereiche f1
der Fläche F des Einsatzstückes 16 und die Bereiche e^ der
Fläche E der öffnung 17 im Teili.,2 gebildet«, Das Einsatzstück 16
mit schraubenförmigen Abschnitten $ ist gegen axiale Verschiebungen
durch die Mutter 18 und Stirnwand 19 der Öffnung 17 in
309881/0792
der Welle 2 begrenzt, gegen Drehung aber durch Vörsprünge 20,
die in die entsprechenden Taschen 21 eingreifen· Die Tragräume
5 sind ähnlich den Tragräumen nach der In Flg. 1 dargestellten
Abwandlung der erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagerung gebildeVt,
weisen aber zwei Austrlttsspaltdrosseln 12 auf, die
durch die Fläche C des Gehäuses 1 und Fläche D (Pig· 5) der
γ/elle 2 gebildet sind. Die schraubenförmigen Abschnitte 8 aller
Kanäle 6 münden, wie es in der Abwicklung nach Durchmesser d des Einsatzstückes 16 (Fig. 6) gezeigt 1st, in den entsprechenden
Einlaufräumen 3·
Die ölzuführungsleitung 14 (Fig. 4) hat einen Kanal 22,
welcher mit der im Körper der Welle 2 ausgeführten Hut"25 verbunden
ist. .
Der Betrieb der erfindungsgemäßen, in Flg. 4 dargestellten
hydrostatischen Lagerung verläuft In folgender Weise·
Von der Quelle B des flüssigen Mediums wird das öl unter
Druck durch die hydraulische Pumpe 13» Rohrleitung 14 und den
Kanal 22 der Hut 23 zugeführt, aus der das ÖJ durch die Spaltdrosseln
4 in die Elnlaufräume 3 fließt. Aus den Einlaufräumen
3 fließt das öl in den Kanälen 6 durch die schraubenförmigen
Abschnitte 8 des Einsatzstückes 16 in die Tragräume 3 und danach
durch die Spaltdrosseln 12 und Abflußleitung 15 in die
Quelle B des flüssigen Mediums.
Zu Beginn, vor der ölzufükrung In die Lagerung, liegt die
Welle 2 auf der Fläche C der öffnung im Gehäuse 1, das Einsatz-
30 9881/0 79 2
stück 16 aber auf der Flache E der öffnung 17 in der Welle
Dabei hat die Höhe h, der Spaltdrossel 4a im Einlaufraum 3a
den Maximalwert, die Höhe h^ der Spaltdrossel 4b im Einlauf raum
3b aber den Minimalwert» Gleichzeitig aber «tird die Höhe h^
der Austrittsspaltdrossel 12a im Raum 5a ihrem Maximalwert gleich
sein, die Hohe h2 der Austrittsspaltdrossel 12b im Tfiagraum 5b
aber dem Minimalwert. Infolge einer solchen Höhenverteilung der Spaltdrosseln 4 und 12 wird der hydraulische Widerstand der
Drosseln 4a und 12a'minimal, derjenige der Drosseln 4b und 12b .·/.
aber maximal sein» Die Öldurchf Bisse durch die Drosseln 4a und
12a werden einen Maximalwert aufweisen, diejenige durch die
Drosseln 4b und 12b aber einen Minimalwert, d.h. den Tragrä'umen 5b wird bei maximalem Widerstand dem Abfluß eine maximale ölmenge,den
Tragrä'umen 5a bei minimalen Widerstand dem Abfluß eine
minimale Ölmenge zugeführt werden· Darauf folgt, daß der öldruckwert
im Raum 5b erheblich größer als derjenige im Raum 5a.
sein wird, und die Druckwertdifferenz In den Räumen 5a und 5b
wird
die Entstehung einer Kraft bedingen, die die Welle 2 hochtreibt»
Beim Hub der Welle 2 erfolgt eine Umverteilung der Höhen h,- und
h2 der Ausurittsspaltdrosseln 12a und 12b der hydraulischen
Widerstände der letzteren und des Öldurchflusses durch diese
Drosseln aus den Tragräumen 3t wodurch der Druckwert im Saum
5b abzufallen, im Raum 5a aber anzusteigen beginnt» Dabei erfolg-t
das Hochtreiben der Welle 2 und die Druckwertanderung in den
Räumen 5a und 5b solange, bis der Öldruck In den Räumen
das Gewicht
! 309881/0792
!rι·:.λ; j r. !..iiA-.-.*,
• Λ
-21 -
der WeIXe 2 ausgleicht· Bel einem Druckwerk ans te ig en im
Raum 5a erfolgt entsprechend ein Druckwertansteigen in dem mit
diesem Raum verbundenen Kanal 6 des Einlaufraumes 3b, ein Druckwertabfall
im Raum 5b aber wird einen entsprechenden Druckwertabfall im Raum 3a verursachen. Infolge der Druckwertdifferenz
In den ßäumen 3a und 3b entsteht eine Kraft, die das Einsatzstück
16 in bezug auf die Achse 7 der Welle 2 verschiebt, wobei
diese Verschiebung solange verlauft, bis die durch die Druckwertdifferanz
in den Einlaufräumen bedingte Kraft die Masse des
Einsatzstuckes 16 ausgleicht«
Erfolgt ein Angriff der Last G an der Welle 2 (z.B. in
Richtung G), wird die Welle 2 abwärts versetzt und die Höhe 2
; i - gegenüber
der Austrittsdrosael 12b im Baum 5b nimmt ab, ihr Widerständlern
ölausfluß aus dem Baum steigt an, die Höhe h^ der Austrittsdrossel 12a Xm Baum 5a nimmt zu und der hydraulische Widerstand
vdlm ofausfluQ aus dem Baum 5a fällt ab. Die Umverteilung der
hydraulischen Widerstände der Austrittsdrosseln 12a und 12b vertt
ursacht einen Druckanstieg im Baum 5b und einen Druckabfall im
Baum 5a, d.h. es entsteht eine Druckwertdifferenz In den Trag»
räumen 5a und 5b, die eine der Belastung 6 entgegenwirkende
Kraft ,G bedingt» Eine Druckwertänderung erfolgt auch entsprechend
in den Einlauf räumen 3. In dem mit dem Tragraum 5b la- Verbindung
stehenden Einlaufraum 3» steigt der Druck an, in dem
mit dem Tragraum 5a £s Verbindung stehenden Emlaufraum 3b
31/0792
erfolgt ein Druckabfall. Durch die Umverteilung der Druckwerte
In den Einlaufräumen 3 wird die Gleichgewichtsstellung des Einsat
zstückes 16 gestört, und das Einsatzstück beginnt sich abwärts
zu versetzen. Dabei nimmt die Höhe h* der Drossel 4a zu, ihr
hydraulischer Widerstand vermindert sich und der Verbrauch durch die Drossel 4a in die Räume 3a und 5b nimmt zu, wodurch ein Druckansteigen
im Raum 5b verursacht wird· Die Höhe hu der Drossel 4b
aber nimmt ab, der hydraulische Widerstand der" letzteren steigt an und der Durchfluß durch diese Drossel In den Raum 5a nimmt ab,
was eine Druckwertverminderung im Raum 5a verursacht.
Eine solche Umverteilung des hydraulischen Widerstandes
der Spaltdrosseln 4 der Räume 3 wird eine zusätzliche Vergrößerung
der Druckwertdifferenz in den Tragräumen 5 verursachen, was seinerseits zu einer Vergrößerung der der Last G entgegenwirkenden
Kraft führen wird.
In der oben beschriebenen .Abwandlung der erfindungsgemäßen
Lagerung sind die Elnlaufraume 3 und ihre Spalt^rosseln 4 sowie
die Trenndrosselspalte 10 zum Unterschied von den bekannten hydrostatischen Lagerungen ähnlicher Bauart im Inneren des umj?-
faßten Elementes 2 zwischen den Flächen des um- faßten Elementes 2 und des Einsatzstückes 16 angeordnet, die beide keine relative
fortschreitende und rotierende Bewegungen, aber beim Vorhandensein dieser Bewegungen zwischen den Flächen des um-jfaßten Elementes
2 und des Lagerungsgehäuses 1 aufweisen· Bei einer Ausführung der in Flg· 4 dargestellten erfin-
309881 /0792
dungsgemaßen hydrostatIschen Lagerung vermindert die RÜckdruckreaktlon
des flüssigen Mediums in-den Einlaufräumen 3 gegen die
an die Welle g angreifende Last G nicht den Wert der der Last G
entgegenwirkenden Druckkraft des flüssigen Mediums in den Tragräumen,
wodurch die Tragfähigkeit einer solchen hydrostatischen Lagerung (bei gleichen Abmessungen der Tragräume) höher als bei
den bekannten Lagerungen ähnlicher Art 1st.
Infolgedessen, daß an der In Fig. 4 dargestellten Lagerung
die Trenndrosselspalte 10. zwischen den Einlaufräumen 3 lind Tragräumen
5 -durch Bereiche e2 der Flache E in der öffnung 17 der
Welle 2 und die Bereiche f2 äs* Fläche F des Einsatzstjickes 16
gebildet und im Inneren der Welle 2 zwischen den Flächen E und
Fangeordnet sind, die beide keine relative fortschreitende oder
rotierende Bewegung aufweisen, kann die Länge der Flächen F und E
wesentlich vergrößert werden· Durch eine Vergrößerung ihrer
gegenüber
Längen steigt der hydraulische Widerständlern ölüberströmen
zwischen benachbarten Tragräumen 5 und Einlauf räumen 3 erheblich
an, die Druckwertdifferenz zwischen den belasteten und entlastete
Tragräumen 5 wird sich infolge der Über strömung en durch die Trenn1
drosselspalte 10 nicht vermindern, und folglich wird die Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Lagerung größer als diejenige
der bekannten Lagerungen sol&her Art sein.
Da die Einlauf räume 3 mit ihren Spaltdrosseln 4 und die
Trenndrosselspalte 10 zwischen den Flächen von Lagerungselementen sitzen, die keine relative fortschreitende (rotierende)
3 0 9881/0792
Bewegung aufweisen, ist die Reibfläche zwischen öl und laufenden
Oberflächen wesentlich vermindert, wodurch die Wärme entwicklung
9iner solchen Lagerung und folglich auch die LeerlaufIeL-
" stung einer solchen Lagerung wesentlich kleiner als bei den bekannten
Lagerungen ähnlicher Art sein werden.
Somit weist die oben behandelte hydrostatische Lagerung
im Vergleich zu bekannten hydrostatischen Lagerungen derselben
" Irt, die mit der erfindungsgemäßen Lagerung gleiche radiale Abmessungen
hat, eine größere Tragfähigkeit, kleinere wärmeausscheldungen
und axiale Abmessungen auf·
Es ist zweckmäßig, die oben beschriebene Abwandlung der er-
£indunö'sgemäßen hydrostatischen Lagerung fur Maschinenelemente-Baugruppen
zu verwenden, bei denen große Wärmeentwicklung die Temperaturverschiebungen der Lagerungstelle In bezug auf andere
Basisflächen der Baugruppen verursachen, unzulässig sind.
Es ist Insbesondere zu empfehlen, die oben beschriebene Abwandlung
der erfindungsgemäßen Lagerung in gleichachsig montierten
Spindelbaugruppen an Diamant-Bohrwerken, bei denen eine Unglelchachslgkelt
dieser Spindelbaugruppen sehr klein ist (etwa 0,001
...0,002 mm), zu benutz^·..
In Flg.· 7 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte .hydrostatische Lagerung dargestellt, bei der la Raum zwischen um_faßtem
Lagerungstell 2 und Einsatzstück 16 mit schraubenförmigen Abschnitten 8 alier Kanäle 6 ein Mantel 24 aus gummiartigem Werkstoff
angeordnet ist« Der Mantel-24 ist mit Öffnungen 23 (Fig. 8
309881/0792
9 und 10), die nut den Einlaufräumen 3 und ihren Spaltdrosseln
4 zusammenfallen, sowie mit öffnungen 26 (Flg. 7 und 10) an den
Verbindungsstellen der Kanäle 6 mit ihren schraubenförmigen
Abschnitten 8 des Einsatzes 16 versehen.
Der Betrieb der fcg. Pig» 7 dargestellten Lagerung verläuft
In ähnlicher Welse, wie derjenige der oben beschriebenen, erfIndungsgemäß
ausgeführten und in Flg. 4 dargestellten hydrostatischen Lagerung»
Bei Verschiebungen des Einsätzitückes 16 (Fig. 7) unter der
Einwirkung einer Kraft, die durch die Druckwertdifferenz in den Einlauf räumen J>
bedingt ist, erfolgt ein Zusammendrücken der
wände des Mantels 24 aus gummiartigem Wer list off. In Zusammenhang
damit, daß an der Lagerung die Trenndrosselspalte 10, welche die
Elnlaufräume 3> von den benachbarten Tragräumen 5 trenne^ und
die tangentialen Drosselspalte 27 (Flg. 8, 9) zwischen den Einlaufräumen
3 und ihren Drosselspalten 4 mit gummiartigem Werkstoff des Mantels 24 gefüllt sind, entfällt die Möglichkeit einer
ölüberströmung durdh. die Spalte 10 und 27» wodurch die Tragfähigkeit
der erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagerung im Vergleich
zu den bekannten ähnlichen hydrostatischen Lagerungen vergrößert wird. Durch das Entfallen von ölüberströmungen in den Spalten 10
und 27 wird außerdem eine Erhitzung des Öls vermindert, die infolge
der ölüberströmung durch diese Spalte bei den bekannten hydrostatischen Lagerungen stattfindet. Der gummiartige Werkstoff
des Mantels 24 dämpft, indem er sich bei Verschiebungen des Sin-"
309881/0792
saizstückes 16 in bezug auf das um- faßte Element 2 unter Einwirkung
der am Element 2 angreifenden last zusammendrückt (auseinanderspreizt), diese Verschiebungen ab, wodurch die
Dampfungsfähigkeit der Lagerung erhöht wird.
.Die hydrostatische Lagerung kann erfolgreich für Spindel-
baugruppen bei Metallbearbeitungsmaschinen benutzt werden, die
werden,
mit We chse!belastung betrieben ν · insbesondere zur Bearbeitung
von unterbrochenen Werkstücksoberflächen, falls der Schnittablauf
diskontinuierlich, die Schnlttlefe aber ziemlich groß ist
(etwa O,5...1,0 mm im Stahl).
Sind relative Bewegungen der Oberflachen des Um1--faßten
und des umfassenden Teiles der Lagerung bet elnem Lastwechsel
der äußeren Erregungskräfte mit der Eigenfrequenz
des um $*faßten Teiles vorhanden, entstehen erhöhte
Schwingungen der laufenden Lagerungstelle»
Zur Verminderung dieser Schwingungen werden verschiedene Vorrichtungen, z.B. Dampfer benutzt, was eine zusätzliche Vergrößerung
der Lagerungs-AußenÄbmessungen verursacht»
An der erfindungsgemäß ausgeführten hydrostatischen Lagerung kann das Einsatzstück 16 mifc. schraubenförmigen Abschnitten 8
aller Kanäle 6 aus einem Werkstoff gefertigt werden, dessen spezifischen Gewicht erheblich größer als dasjenige des Werkstoffes
für das um-faßte Teil.2 1st, die Hasse des Einsatzstückes
aber so angenommen wird, daß dieses Einsatzstück die lnr
Verlauf der Bewegung des ue - faßten Teiles 2 entstehenden Schwin-
309881/0792
gungen dampfen kann.
Durch eine solche Fertigung ist das Einsatzstück mit schraubenförmigen Abschnitten 8 aller Kanäle 6 gleichzeitig
ein Dämpfer der Lagerungsschwingungenf was die
Schwingungsfestigkeit der Lagerung wesentlich erhöht. Solche erfindungsgemäß ausgeführte Lagerungen sind
zweckmäßig insbesondere für -Spindelbaugruppen bei Diamant-Bohrwerken zu benutzen, falls eine hohe Oberflächen-
-gute bei der Bearbeitung der Werkstücke erforderlich
ist. ..
An der erfindudgsgemäßen hydrostatischen Lagerung kam
das Einsatzstück 16 mit schraubenförmigen Abschnitten
aller Kanäle @ in Gestalt einer Büchse mit Innenöffnung
28 (Fig. 7, 8 und 9) ausgeführt und koaxial in der ZentA-bohrung
17 (Fig. 7) des um -faßten Teiles 2 angeordnet
werden. Deshalb weist das Lagerungsteil 2 einen durchgehenden Kanal auf, was ermöglicht, denselben zum Durchlauf
von Stangen verschiedener Vorrichtungen zu benutzen. Z.B. für Spindelbaugruppen bei Bohrwerken, falls zur
Befestigung des zu bearbexenden Werkstückes an der Spindel
erforderlich ist, durch die hydrostatischen Lage-
rungen der Spindel eine Stange der das Werktück befestigenden
Vorrichtung laufen zu lassen, wodurch die
Konstruktion dieser Baugruppen wesentlich vereinfacht wird.
Ist das um - faßte Lagerungsteil 2 dünnwandig auszufüb
3 0 9881/0792 ren'
was bei Lagerungen mit kleinen radialen Außenabmessungen der
Fall lst| kann im Verlauf des Zusammenbaues beim Einpressen des
Einsatzstuckes 9 (E1Ig. 1) in das um-faßte Teil 2 eine Deformation
des Elementes 2 auftreten, wodurch die Ausgangsgenauigkeit der Bearbeitung seiner Flachen und folglich auch die Endgenauigkeit
des Lagerungsbetriebes verschlechtert wird·
In diesem Falle kann das Einsatzstück 9 aus einem Werkstoff gefertigt werden, dessen Elastizitätsmodul erheblich kleiner als
derjenige des Werkstoffs fur das um- faßte Teil 2 isto
Durch eine solche Ausführung wird sich im Verlauf des Zusammenbaues
beim Einpressen des Einsatzstückes 9 in das um -faßte
Teil 2 das Einsatzstück 9 selbst deformleren· Indem zu berücksichtigen
ist, daß auf dem Einsatzstück 9 keine Flächen vorhanden
sind, die eine Ausgangsgenauigkeit des Lagerungsbetriebes bedingen,
wird eine Deformation des Einsatzstückes 9 keine Verschlechterung
der EndgenaUilgkelt des Lagerungsbetriebes verursachen·
Eine solche A us führung.: der hydrostatischen Lagerung ist,
zweckmäßig insbesondere für Spindelbaugruppen mit dünnwandigen
(Wanddicke etwa 5 mm) um-faßten Elementen zu benutzen, z.B·
für Mehrspindelbohrkopfe mit kleinen Abständen (50·.,10 mm)
zwischen den Spindelachsen·
Die in FIg· 11 dargestellte hydrostatische Lagerung weist
für die Kanäle 6 schraubenförmige Abschnitte 8 auf, die durch
schraubenförmig auf der Außenoberfläche F des Einsatzstückes £0
309881/0792
laufende Rillen 29 und durch die Fläche E der Öffnung 17 im
um-faßten Tell 2 gebildet sind· Bei einer solchen Anordnung
der schraubenförmigen Abschnitte der Kanäle 6 können die diese
Abschnitte bildenden Flächen auf universalen Metallbearbeitungsmaschinen mit hoher Oberflächengüte gefertigt werden, was die
Fertigungstechnologie von erfindungsgemäßen hydrostatischen
Lagerungen unter der Einhaltung ihuer Temperatur-Kenndaten Vereinfacht»
Es ist zweckmäßigι die erfindungsgemäß ausgeführten hydrostatischen
Lagerungen für Elnzel-(Kleinserie)-Produktlon verschiedener
Baugruppen z.B. für Sonder - Metallbearbeitungsmaschinen zu benutzen·
309881/0792
Claims (1)
- PITMTTAITSPRÜCHE ϊ(ΐ·) Hydrostat Ische Lagerung fur Iuaschlnene lament e, die eine Schicht aus flüssigem Medium darstellt, das zwischen ein umfassendes und um-.faßtes Teil zwangsweise zur Bildung eines hydraulischen Polsters zwischen ihnen zugeführt wird, wobei an einem dieser lalle Aussparungen vorgesehen sind, die mit der Oberfläche des anderen Teils Häume bilden, von denen die einen Einlaufräume sind, welche durch Spaltdrosseln mit der Elüssigfeeflium-Q1UeIIe unter Druck in Verbindung stehen, die anderen aber Tragräume, die das erwähnte hydraulische Polster bilden und durch Kanäle so verbunden werden, daß ein jeder Kanal einen Einlauf- und einen Tragraum, die an verschiedenen Selten in bezug auf die geometrische Langsachse des um- faßten Teiles liegen, miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß 3edei* Kanal (6) einen schraubenförmigen Abschnitt (8) aufweist wobei im um-faßten Teil (2) zwischen den Tragräumen (5) ein Einsatzstück (9) untergebracht ist, in dem die schraubenförmigen Abschnitte (8) aller Kanäle (6) ausgeführt sind·2· Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehne t ,daß das Einsatzstück (16) mit schraubenförmigen Abschnitten (8) aller Kanäle (6) im um -faßten Teil (2) mit einer Toleranz sitzt, die für radiale 7erSchiebungen dieses Einsatzstückes in bezug auf die Längsachse (7) des erwähnten Teiles (2) ausreichend 1st, und das das Einsatzstück (16)309881/0792in bezug auf dieses Teil (2) als um- ?aßtes Teil gilt, wobei die 1,'iniaufräume O) durch. im Einsatzstück (16) ausgeführte Aussparungen und die zu den Aussparungen gewandte Fläche (E) des um-faßten Teiles (2) gebildet sind, und die Spottdrosseln (4) dieser Räume durch die zueinander gewandten Flächen (F und E) des Einsatzstückes (16) und des um-jfaßten Teiles (2) gebildet sind.3. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 2, dadurch, gekennze lehnet ,daß im Toleranzraum zwischen das um-faßte Teil (2) der Lagerung und Einsatzstück (16) mit schraub benförmlgen Abschnitten (8) aller Kanäle (6) ein aus gummiartlgem Werkstoff gefertigter Mantel (24) angeordnet ist, der mit den Einlaufräumen O) und ihren Spaltdrosseln (4) zusammenfallende Öffnungen (25) sowie öffnungen (26) an den Verbindungsstellen der Kanäle ^6) m3L't ihren schraubenförmigen Abschnitten (8) aufweist,4. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 2, dadurch, gekennz e lehnet ,daß das Einsatzstück (16) mit schraubenförmigen Abschnitten (8) aller Kanäle (6) aus einem Werkstoff ausgeführt ist, dessen spezifisches Gewicht erheblich größer als dasjenige des um- faßten Teiles (2) ist, und die Masse des erwähnten Einsatzstuckes so angenommen wird, daß dieses Einsatzstück als Dampfer für Schwingungen dienen kann, die bei der Bewegung des Um1- faßten Teiles (2) In bezug auf das umfassende Teil (1) entstehen.309881/07925· Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 1, d a d u r ch gekennze lehnet ,daß das Einsatzstück (16) mit schraubenförmigen Abschnitten (8) aller Kanäle (6) in Gestalt einer Büchse ausgeführt und koaxial in der Zentralbohrung des gm,- faßten Teiles (2) angeordnet ist·.6. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 1,dadurch gekennz e Ichnet ,daß das Einsatzstück (9) mit schraubenförmigen Abschnitten (8) aller Kanäle (6) aus einem Werkstoff ausgeführt wlajd, dessen Elastizitätsmodul wesentlich kleiner als derjenige des Werkstoffes für das um,- faßte Teil (2) ist·7. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 1, dadur ch gekenn ze lehnet ,daß die schraubenförmigen Abschnitte (8) dÄl.Kanäle (6) durch Rillen (29), die schraubenförmig auf der Außenfläche (F) eines Einsatζstückes (30) liegen, und durch die zu diesen Rillen gewandte Fläche des um,—faßten Teiles (2) gebildet Bind.309881/0792J*L e e r s e ί t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1788751A SU418114A1 (ru) | 1972-06-06 | 1972-06-06 | Гидростатическа опора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2326666A1 true DE2326666A1 (de) | 1974-01-03 |
Family
ID=20515439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2326666A Pending DE2326666A1 (de) | 1972-06-06 | 1973-05-25 | Hydrostatische lagerung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD103949A1 (de) |
DE (1) | DE2326666A1 (de) |
FR (1) | FR2188723A5 (de) |
GB (1) | GB1426520A (de) |
IT (1) | IT997364B (de) |
SU (1) | SU418114A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0105050A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-04-11 | Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal | Hydrostatische Lagerung |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2567219B1 (fr) * | 1984-07-03 | 1991-07-19 | Affouard Robert | Perfectionnements aux paliers et glissieres a contact fluide |
US5104237A (en) * | 1990-11-08 | 1992-04-14 | Advanced Engineering Systems Operations & Products, Inc. (Aesop) | Self-compensating hydrostatic linear motion bearing |
FR2675863B1 (fr) * | 1991-04-25 | 1994-10-21 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Palier hydrostatique radial a poches pour un verin d'asservissement. |
CN110848259A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-02-28 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种节流效应可调控的静压气体止推轴承 |
-
1972
- 1972-06-06 SU SU1788751A patent/SU418114A1/ru active
-
1973
- 1973-05-24 GB GB2491973A patent/GB1426520A/en not_active Expired
- 1973-05-25 DE DE2326666A patent/DE2326666A1/de active Pending
- 1973-06-01 FR FR7320064A patent/FR2188723A5/fr not_active Expired
- 1973-06-05 DD DD171318A patent/DD103949A1/xx unknown
- 1973-06-11 IT IT41592/73A patent/IT997364B/it active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0105050A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-04-11 | Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal | Hydrostatische Lagerung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD103949A1 (de) | 1974-02-12 |
IT997364B (it) | 1975-12-30 |
SU418114A1 (ru) | 1976-09-05 |
FR2188723A5 (fr) | 1974-01-18 |
GB1426520A (en) | 1976-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69722912T2 (de) | Hydrostatische Hochgeschwindigkeitsspindel | |
DE3814061C2 (de) | ||
DE60314609T2 (de) | Anisotroper stützdämpfer für ein gasturbinenlager | |
DE69922308T2 (de) | Kugelgewindemutter,Vorrichtung zur Linearführung und Kugelgewindespindel für Lenksystem, die diese benutzen, und Herstellungsverfahren für die Kugelgewindemutter | |
DE2200961C3 (de) | Hydrostatische Dichtungsanordnung | |
DE102007046010A1 (de) | Gleitlager | |
DE2624849B2 (de) | Selbstdruckerzeugendes Radialgleitlager | |
EP0749794A1 (de) | Bohrwerkzeug | |
EP1998009A1 (de) | Lagereinrichtung | |
DE2220847B2 (de) | ||
DE2838768B2 (de) | Mehrflächengleitlager | |
DE10123031B4 (de) | Vorrichtung zum Wuchten eines um eine Drehachse rotierenden Systems | |
DE1775519C3 (de) | Hydrostatisches Axial-Radiallager | |
DE2738400A1 (de) | Werkzeugmaschine mit hydrostatisch gelagerter feindrehspindel | |
DE2326666A1 (de) | Hydrostatische lagerung | |
EP1711660A1 (de) | Vibrationsgerät für rammgut mit lagern für rotierende unwuchtmassen | |
DE112004001673T5 (de) | Spindelmutter und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE102005051909B3 (de) | Verfahren und Werkzeugmaschine zur Finishbearbeitung von Zylinderbohrungen | |
DE102005042240A1 (de) | Selbstumkehrendes Gewindeschneidsystem | |
DE10212459A1 (de) | Duale Hochdruckrotationsverbindung für mechanische Pressen | |
DE1903882A1 (de) | Mehrspindel-Drehautomat mit hydrodynamischer Spindellagerung | |
EP0038306A1 (de) | Hydrostatisches hydrodynamisches Lager | |
DE10317318A1 (de) | Maschine zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Kurbel- und Nockenwellen, mit mindestens einem Innen-Rundfräswerkzeug | |
DE3408964A1 (de) | Wellentrageinrichtung mit pressfilmdaempfung | |
DE60319137T2 (de) | Bohrlochwerkzeugzusammenbau, lageranordnung zur verwendung in einem solchen bohrlochwerkzeugzusammenbau und verfahren zum entwurf eines solchen bohrlochwerkzeugzusammenbaus |