DE3507810C1

DE3507810C1 - Einrichtung zum Messen von auf Wellen, insbesondere Werkzeugmaschinenspindeln ausgeübten Axialkräften

Info

Publication number: DE3507810C1
Application number: DE19853507810
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. 1000 Berlin Lechler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1985-03-01
Publication date: 1986-11-06

Description

Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Messen von Axialkräften, die auf Wellen, insbesondere Werkzeugmaschinenspinden, ausgeübt werden, die in mindestens zwei vorgespannten zur Aufnahme der Axialkräfte geeigneten Wälzlagern gelagert sind, wobei zum Erfassen der Axialkräfte mindestens ein Sensor, insbesondere Dehnungsmeßstreifen dient, der Signale liefert, auf die sich Fertigungstoleranzen der Wellenlagerung, insbesondere der Wälzlager, auswirken, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die verwendeten Wälzlager so ausgebildet sind, daß ihre Wälzkörperkränze mit Drehzahlen umlaufen, die sich um Beträge von mindestens 3% voneinander unterscheiden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wälzlager in X- oder O-Anordnung mit unterschiedlichen Druckwinkeln Verwendung finden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwinkelunterschiede mindestens 50 betragen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wälzlager mit unterschiedlichen Wälzkörperzahlen Verwendung finden.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wälzlager mit Wälzkörpern Verwendung finden, deren Durchmesser verschieden sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Wälzlager Verwendung finden, deren Wälzlagerkränze unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen von Axialkräften, die auf Wellen, insbesondere Werkzeugmaschinenspindeln, ausgeübt werden, die in mindestens zwei vorgespannten zur Aufnahme der Axialkräfte geeigneten Wälzlagern gelagert sind, wobei zum Erfassen der Axialkräfte mindestens ein Sensor, insbesondere Dehnungsmeßstreifen, dient, der Signale liefert, auf die sich Fertigungstoleranzen der Wellenlagerung, insbesondere der Wälzlager, auswirken.
Aus der DE-OS 27 46 937 ist eine Einrichtung der vorstehenden Art bekannt, bei der zum Messen der z. B.
auf eine Werkzeugmaschinenspindel ausgeübten Axialkräfte zwei Wälzlager in X-Anordnung dienen, von denen mindestens eines mit mehreren Dehnungsmeßstreifen bestückt ist, die Bestandteile einer Brückenschaltung sind, über die die von den Dehnungsmeßstreifen gelieferten Signale zu einem Verstärker geleitet werden. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere beim Messen kleiner Kräfte mit der bekannten Einrichtung in zahlreichen Fällen aus zunächst unerklärlichen Gründen dem Meßsignal ein niederfrequenter Wechselanteil überlagert ist, der eine einwandfreie reproduzierbare Messung unmöglich macht. Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, daß die vorstehend angedeuteten Schwierigkeiten auf Fertigungstoleranzen im Bereich der Lagerung, und zwar insbesondere auf Fertigungstoleranzen der Wälzlager, zurückzuführen sind. Als Hauptursache hat sich dabei ein aus Fertigungsungenauigkeiten innerhalb zulässiger Toleranzen resultierender geringer Drehzahlunterschied der Wälzkörperkränze herauskristallisiert, wobei sich innerhalb des zur Diskussion stehenden kleinen Drehzahldifferenzspielraumes kleinere Drehzahlunterschiede ungünstiger auswirken als größcre Drehzahlunterschiede. Den gleichen Erscheinungen begegnet man bei Lagerungen mit Wälzlagern in O-Anordnung und bei Lagerungen mit Axialrillenkugellagern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der in Betracht gezogenen Art so weiterzuentwickeln, daß sie eine einwandfreie, reproduzierbare Messung von Axialkräften insbesondere mit Meßeinrichtungen der in der DE-OS 27 46 937 beschriebenen Gattung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf überraschend einfache Weise dadurch gelösl, daß die verwendeten Wälzlager so ausgebildet sind, daß ihre Wälzkörperkränze mit Drehzahlen umlaufen, die sich um Beträge von mindestens 3% voneinander unterscheiden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet den Vorleil, daß die vom Sensor ausgehenden Signale frei von Überlagerungen durch niederfrequente Wechselanteile sind.

Claims

In der Praxis haben sich Drehzahlunterschiede der Wälzkörperkränze in der Größenordnung von 4-5"/0 und mehr als besonders zweckmäßig erwiesen, wobei die Realisierung der Drehzahlunterschiede auf verschiedene Art und Weise erfolgen kann, wie dies in den Unteransprüchen beschrieben ist.