DE3622725A1 - Mitlaufende pinole oder spitze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mitlaufende Pinole oder mit­ laufende Spitze für eine Dreh- oder Schleifmaschine mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Laufkörper, wobei zwischen den Laufkörper und das Gehäuse wenigstens ein ringförmiges Dicht­ element geschaltet ist. Derartige Spitzen und Pinolen sind Präzi­ sionsgeräte, an deren Rundlauf extreme Anforderungen gestellt werden, weil die Genauigkeit der auf der Dreh- oder Schleifma­ schine hergestellten Teile wesentlich vom Rundlauf der Pinole bzw. Spitze abhängt. Für den Rundlauf sind vor allen Dingen die Lager zwischen Gehäuse und Laufkörper verantwortlich. Dabei han­ delt es sich in erster Linie um Wälzlager.

Sowohl beim Drehen als auch beim Schleifen muß mit Kühlmittel gearbeitet werden. Wenn das Kühlmittel in den Bereich der Lager vordringt, so kann dies zu deren Zerstörung, zumindest aber zur Verschlechterung des Rundlaufs führen. Um dies zu verhindern, hat man dem Lager bzw. den Lagern - von außen her gesehen - einen Radialdichtring vor­ geschaltet.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß der Dichtring allein auf die Dauer das Eindringen von Schmiermittel und dgl. Flüssigkeiten nicht, zumindest nicht in ausreichendem Maße, verhindern kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, eine mit­ laufende Pinole oder Spitze der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine vollkommene, zumin­ dest aber wesentlich bessere Abdichtung des die Lager aufnehmen­ den Innenraums gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die mitlaufende Pinole oder Spitze gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Aufgrund des Ringspalts, eventuell auch mehrerer in Längsrichtung der Spitze oder Pinole hintereinander angeordne­ ter Ringspalte, deren Weite in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimeter bis wenigen zehntel Millimeter liegen kann, wird der Flüssigkeit das Eindringen ins Pinolen- bzw. Spitzeninnere bereits erheblich erschwert. Sollte aber trotzdem Flüssigkeit eingedrungen sein, so wird diese über den oder die Ablaufkanale nach außen geleitet, bevor sie in den Bereich des Dichtelements und erst recht ins Innere der Spitze oder Pinole gelangt. An sich reicht es aus, wenn ein Ablaufkanal vorhanden ist und man diesen insbesondere - in der Gebrauchslage - in der Vertikallängsmittelebene anordnet. Wenn der Ringspalt eng genug ist und man deshalb mit einer geringen eingedrungenen Flüssig­ keitsmenge rechnet, so reicht ein Querschnitt des Ablaufkanals von wenigen Quadratmillimetern aus. Vorstehendes schließt jedoch die Anordnung von mehreren, am Umfang verteilten, jedoch durchaus noch dem unteren Bereich zugeordneten Ablaufkanälen nicht aus. Aus verschiedenen Gründen, nicht zuletzt auch aus Festigkeits­ gründen, gibt man allerdings der Lösung mit einem, eventuell auch zwei oder drei in Längsrichtung versetzt hintereinander angeord­ neten Ablaufkanalen den Vorzug. Im letzteren Falle befindet sich dann aber jeweils zwischen zwei Ablaufkanälen wiederum ein enger Ringspalt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der oder die Ablaufkanäle in mindestens einen Ring­ raum münden. Das bedeutet, daß jedem Ringraum mindestens ein Ab­ laufkanal zugeordnet ist, es aber auch mehrere sein können. Be­ vorzugt wird allerdings auch hier wiederum eine Ausführungsform, bei welcher jedem der Ringräume nur ein Ablaufkanal zugeordnet ist, der dann vorteilhafterweise in der Vertikallängsmittelebene liegt.

Jeder Ringraum ist in Weiterbildung der Erfindung, zumindest teilweise, durch eine wenigstens gegen den Laufkörper hin offene Innennut, eine Ausdrehung od. dgl. des Gehäuses gebildet. Im Fal­ le einer Innennut hat diese vorteilhafterweise einen annähernd rechteckigen Querschnitt und sie ist dann nur gegen den Laufkör­ per hin offen. Eine dementsprechende Ausdrehung kann sowohl in radialer als auch in axialer Richtung randoffen sein, wobei sie dann allerdings in axialer Richtung durch eine geeignete Maßnahme verschlossen werden muß.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringraum oder mindestens einer der Ringräume zusätz­ lich durch eine Umfangsnut des Laufkörpers gebildet ist. Das be­ deutet selbstverständlich, daß die Umfangsnut des Laufkörpers dem Ringraum gegenüberliegen muß. Anderseits ist es aber nicht erfor­ derlich, daß die Breite der Umfangsnut, in Längsrichtung der Spitze bzw. Pinole gesehen, gleich der Breite des zugeordneten Ringraums sein muß. In der Regel wird man einer etwas schmäleren Umfangsnut des Laufkörpers den Vorzug geben.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß die Innennut oder Ausdrehung des Gehäuses bzw. eine der Innennuten, insbeson­ dere die vom freien Laufkörperende am weitesten entfernte, das Dichtelement aufnimmt. Gerade in diesem Falle kann anstelle einer Innennut eine Ausdrehung vorgesehen werden, die dann in axialer Richtung durch das Dichtelement verschlossen wird, so daß letzt­ lich nur noch eine in radialer Richtung randoffene Innennut übrig bleibt. Im Falle von mehreren Ringräumen od. dgl. bildet man da­ bei, von außen gesehen, allenfalls den letzten als axial und ra­ dial randoffene Ausdrehung aus.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich da­ durch, daß der Durchmesser des Laufkörpers im Bereich des Dicht­ elements insbesondere absatzartig reduziert ist und die Dicht­ lippe od. dgl. des Dichtelements dem größeren Laufkörperdurch­ messer zugeordnet ist. Der Absatz bzw. die Stelle der Quer­ schnittsveränderung ist dabei dem bzw. einem der Ringräume zuge­ ordnet, insbesondere dem mittleren Bereich des Ringsraums bzw. der Ausdrehung. Zweckmäßigerweise ist dann bei einer absatzarti­ gen Querschnittsveränderung die dadurch entstehende Außenkante etwa dem inneren Ende des oder der auf demselben Umfang angeord­ neten Ablaufkanale zugeordnet.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Längsachse jedes Ablaufkanals in etwa radialer Richtung verläuft und sie mit der Spitzen- bzw. Pinolenlängsachse vorzugsweise einen Winkel von weniger als 90°, insbesondere von etwa 60° bis 80°, einschließt. Die Längsachse des Ablaufkanals ist dabei so geneigt, daß der Kanal nach unten vorne verläuft, wobei vorne die Richtung angibt, in welcher die Spitze weist.

Bei einer Pinole oder Spitze, deren Gehäuse aus wenigstens zwei Teilen besteht, wobei eines dieser Teile eine ringförmige Gestalt aufweist und das spitzenseitige Gehäuseende bildet, in dessen Ausdrehung das ringförmige Dichtelement gehalten ist, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß insbesondere im Fal­ le mehrerer Ringräume alle Ausdrehungen, Innennuten od. dgl. am ringförmigen Gehäuseteil angebracht sind. Dieses gelegentlich auch als "Deckel" bezeichnete Gehäuseteil kann auf einfache Weise sehr präzise gearbeitet werden. Es ermöglicht auch die problem­ lose Montage des ringförmigen Dichtelements und im Normalfalle auch des Laufkörpers in das oder die Lager bzw. mit dem oder den Lagern ins Gehäuse. Wenn das ringförmige Gehäuseteil mit dem üb­ rigen Gehäuse über ein Gewinde verbunden ist, so muß man bei der Pinole selbstverständlich darauf achten, daß sich bei völlig ein­ geschraubtem ringförmigem Gehäuseteil der Ablaufkanal bzw. die in Achsrichtung hintereinander gelegenen Ablaufkanäle unten bzw. zu­ mindest im Bereich der vertikalen Längsmittelebene befindet bzw. befinden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 in einem Längsmittelschnitt zwei verschiedene Ausfüh­ rungsformen, wobei die obere Bildhälfte die erste Ausführungsform und die zweite Bildhälfte die zweite Ausführungsform zeigt,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einer dritten und einer vierten Variante der Erfindung,

Fig. 3 eine abgebrochene Darstellung eines Vertikallängs­ mittelschnitts durch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.

Wesentliche Elemente der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus­ führungsformen einer mitlaufenden Spitze sind das Gehäuse 1 mit dem angeformten Morsekegel 2, der zentrisch angeordnete Laufkör­ per 3 mit dem kegelförmigen freien Ende 4 und die zwischenge­ schalteten Lager sowie das ringförmige Dichtelement 5. Beim Aus­ führungsbeispiel werden drei Lager verwendet, und zwar zwei Ra­ dial-Walzlager 6 und 7 und ein dazwischen geschaltetes Axial- Wälzlager 8, welches als Drucklager dient. Das ringformige Dicht­ element 5 kann ein herkömmlicher Wellendichtring sein. Das Gehäu­ se 1 besteht vorzugsweise aus zwei Teilen, nämlich einem ein­ stückig an den Morsekegel angeformten, topfförmigen Grundkörper 9 und einem ringförmigen Gehäuseteil 10, auch als Abschlußring oder Schutzdeckel bezeichnet. Bei allen Ausführungsbeispielen nimmt dieser ringförmige Gehäuseteil 10 das ebenfalls ringförmige Dichtelement 5 auf. Zugleich ist er auch ein Halteelement für das äußere Radial-Walzlager 7.

Das Gehäuse oder genauer gesagt bei allen Ausführungsbeispielen der ringförmige Gehäuseteil 10 ist erfindungsgemäß mit wenigstens einem in Gebrauchslage an seinem unteren Bereich angebrachten Ab­ laufkanal 11 versehen. Bei den Ausführungsbeispielen ist darüber hinaus noch ein in axialer Richtung versetzter, ebenfalls dem un­ teren Gehäusebereich zugeordneter Ablaufkanal 12 vorhanden. Alle Ablaufkanäle befinden sich etwa in der vertikalen Längsmittel­ ebene der mitlaufenden Spitze bzw. Pinole. Sie können aber auch etwas links oder rechts davon liegen. Außerdem ist es möglich, in Umfangsrichtung versetzt dem Ablaufkanal 11 und/oder dem Ablauf­ kanal 12 noch mindestens einen zusätzlichen Ablaufkanal zuzuord­ nen. In der Regel und bei der vorgesehenen Dimensionierung reicht jedoch ein Ablaufkanal pro Ringraum 13 bzw. 14 aus. In letzterem sammelt sich das möglicherweise eingedrungene Kühlwasser od. dgl., welches bei der Bearbeitung von Werkstücken normalerweise verwendet wird. Es muß zuvor aber ein Hindernis in Form eines engen Ringspalts 15 bzw. 16 überwinden, der jedem Ringraum vorge­ lagert ist. Dieser Ringspalt von beispielsweise wenigen hundert­ stel Millimetern Höhe (in radialer Richtung gemessen) bewirkt für sich allein schon, daß relativ wenig Flüssigkeit in den in Durch­ stromrichtung - von außen nach innen gesehen - nachfolgenden Ringraum 13 bzw. 14 eindringen kann. Sofern der erste Ringraum (14 in Fig. 1) völlig überflutet ist und die Flüssigkeit über den Ablaufkanal 12 nicht schnell genug abfließen kann oder falls auf­ grund anderer Gegebenheiten Flüssigkeit in den Ringraum 13 ein­ tritt, so wird diese über den Ablaufkanal 11 abgeleitet. Es hat sich gezeigt, daß bei der üblicherweise angewandten Werkstückküh­ lung zwei hintereinander geschaltete Ringräume bzw. Ringspalte und jeweils ein Ablaufkanal ausreichen. Es leuchtet aber ohne weiteres ein, daß man die Zahl auch auf drei oder gegebenenfalls mehr erhöhen kann.

Das ringförmige Dichtelement 5, beispielsweise ein Wellendicht­ ring aus Kunststoff, hält jedenfalls die eingedrungene Flüssig­ keit von dem, die Lager aufnehmenden Gehäuseinnenraum 17 fern. Aus dem Vorstehenden folgt im übrigen, daß jeweils das innere En­ de jedes Ablaufkanals 11, 12 dem zwischen dem kegelförmigen freien Ende 4 und dem Dichtelement 5 gelegenen Teilstück 18 des Laufkörpers 3 zugeordnet ist. Wenn in bevorzugter Weise Ringräume 13, 14 vorgesehen sind, so mündet das innere Kanalende selbstver­ ständlich in den betreffenden Ringraum. Des weiteren entnimmt man allen Figuren, daß die Ablaufkanäle 11 in bevorzugter Weise leicht geneigt verlaufen - mit Ausnahme des Ablaufkanals 12 in Fig. 2 - wobei ihr freies äußeres Ende nach unten vorne weist.

Jeder Ringraum 13, 14 ist, zumindest teilweise, durch eine wenig­ stens gegen den Laufkörper 3 hin offene Innennut 19 oder Ausdre­ hung 20 des Gehäuses 1 gebildet. Eine sowohl in axialer als auch in radialer Richtung offene Ausdrehung ist nur dann vorgesehen, wenn sie in axialer Richtung nach innen hin durch das Dicht­ element 5 verschlossen werden kann. Außerdem ist diese Ausdrehung in radialer und axialer Richtung größer als die Innennut 19, wenn sie noch einen Dichtring aufnimmt. Der Dichtring muß aber, wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zeigt, nicht notwendigerweise in einen Ringraum 13 bzw. 14 eingesetzt werden. Das Gehäuse bzw. der ringförmige Gehäuseteil 10 kann im Falle von zwei Ringräumen zwei in axialer Richtung versetzte Innennuten aufweisen und zu­ sätzlich eine Ausdrehung zur Aufnahme des ringförmigen Dicht­ elements 5. Zumindest aus Fertigungsgründen haben die Ausfüh­ rungsformen nach den Fig. 1 und 2 einen Vorteil gegenüber der­ jenigen nach Fig. 3.

Jeder Ringraum 13, 14 kann, wie die unteren Bildhälften der Fig. 1 und 2 zeigen, ausschließlich durch eine Ausdrehung oder Innen­ nut gebildet sein. Die oberen Bildhälften der genannten Figuren zeigen aber, daß man mit Hilfe von gegenüberliegend angeordneten Umfangsnuten 21, 22 des Laufkörpers 3 den jeweiligen Ringraum 13, 14 noch vergrößern kann. Der Querschnitt dieser Umfangsnuten 21, 22 ist bevorzugterweise halbkreisförmig. Die Dichtlippe 23 des ringförmigen Dichtelements 5 ist jeweils dem größten Durchmesser des vorzugsweise verschiedene Durchmesser aufweisenden Laufkör­ pers 3 zugeordnet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Durchmesser im Bereich des Ringraums 13 absatzartig reduziert und dies führt gewissermaßen zu einer Ringraumvergrößerung am äußeren Ende des letzteren. Alle Ausdrehungen 20 und Innennuten 19 befin­ den sich am ringförmigen Gehäuseteil 10, was zumindest in fer­ tigungstechnischer Hinsicht von Vorteil ist.

Claims (8)

1. Mitlaufende Pinole oder mitlaufende Spitze für eine Dreh­ oder Schleifmaschine mit einem in einem Gehäuse (1) drehbar ge­ lagerten Laufkörper (3), wobei zwischen den Laufkörper und das Gehäuse wenigstens ein ringförmiges Dichtelement (5) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an seinem in Ge­ brauchslage unteren Bereich wenigstens einen außen am Gehäuse en­ digenden Ablaufkanal (11, 12) aufweist, dessen inneres Ende dem zwischen dem freien Laufkörperende (4) und dem Dichtring (5) ge­ legenen Teilstück (18) des Laufkörpers (3) zugeordnet ist, und daß von außen gesehen dem bzw. jedem in axialer Richtung versetzt angeordneten Ablaufkanal (11, 12) ein enger Ringspalt (15, 16) zwischen Gehäuse (1) und Laufkörper (3) vorgelagert ist.

2. Pinole oder Spitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Ablaufkanäle (11, 12) in mindestens einen Ring­ raum (13, 14) münden.

3. Pinole oder Spitze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ringraum (13, 14) zumindest teilweise durch eine wenig­ stens gegen den Laufkörper (3) hin offene Innennut (19), Ausdre­ hung (20) od. dgl. des Gehäuses (1) gebildet ist.

4. Pinole oder Spitze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13, 14) oder mindestens einer der Ringräume zu­ sätzlich durch eine Umfangsnut (21, 22) des Laufkörpers (3) ge­ bildet ist.

5. Pinole oder Spitze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innennut (19) oder Ausdrehung (20) des Gehäuses (1) bzw. eine der Innennuten oder Ausdrehungen, insbesondere die vom freien Laufkörperende (4) am weitesten entfernte, das Dicht­ element (5) aufnimmt.

6. Pinole oder Spitze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Laufkörpers (3) im Bereich des Dicht­ elements (5), insbesondere absatzartig, reduziert ist und die Dichtlippe (23) od. dgl. des Dichtelements (5) dem größeren Lauf­ körperdurchmesser zugeordnet ist.

7. Pinole oder Spitze nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse jedes Ab­ laufkanals (11, 12) in etwa radialer Richtung verläuft und sie mit der Spitzen- bzw. Pinolenlängsachse vorzugsweise einen Winkel von weniger als 90°, insbesondere von etwa 60 bis 80°, ein­ schließt.

8. Pinole oder Spitze nach wenistens einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Gehäuse (1) aus wenigstens zwei Teilen (9, 10) besteht, wobei eines dieser Teile eine ringförmige Gestalt auf­ weist und das spitzenseitige Gehäuseende bildet, in dessen Aus­ drehung (20) das ringförmige Dichtelement (5) gehalten ist, da­ durch gekennzeichnet, daß insbesondere im Falle mehrerer Ring­ räume (13, 14) alle Ausdrehungen (20), Innennuten (19) od. dgl. am ringförmigen Gehäuseteil (10) angebracht sind.