DE60210187T2

DE60210187T2 - Hydraulisches Lager

Info

Publication number: DE60210187T2
Application number: DE60210187T
Authority: DE
Inventors: Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Minoru Kariya-shi Hirano; Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Toshihiko Kariya-shi Shima
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: EP1298335B1; US6935786B2; EP1298335A2; JP2003172356A; DE60210187D1; JP4161651B2; EP1298335A3; US20030123765A1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lagerung, die eine sich drehende Welle oder desgleichen stützt.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
12(A) bis 12(C) sind drei Teilausbildungen, die Innenflächen von Lagerungsmetallen zeigen, die hydraulische Radiallagerungen gemäß dem Stand der Technik bilden. Vielfache hydrostatische Taschen 21, die vierseitige Nuten, wie in 12(A) und 12(C) gezeigt ist, oder U-förmige Nuten haben, wie in 12(B) gezeigt ist, sind an jeder Innenfläche der Lagerungsmetalle entlang einer Drehrichtung einer sich drehenden Welle ausgebildet. Ein Ölzufuhrloch 23 ist in jeder hydrostatischen Tasche 21 ausgebildet. Bodenabschnitte 7, die an der Innenfläche des Lagerungsmetalls mit Ausnahme der hydrostatischen Taschen 21 ausgebildet sind, sind zum Erzeugen von hydrodynamischem Druck.
Hier wird die hydraulische Lagerung in zwei Bauarten unterschieden, in denen gemäß einer Form des Bodenabschnitts 7 eine Bauart eine getrennte Bauart ist, wie in 12(C) gezeigt ist, und die andere eine nicht getrennte Bauart ist, wie in 12(A) oder 12(B) gezeigt ist. Der Bodenabschnitt 7 der nicht getrennten Bauart ist an der ganzen Fläche des Lagerungsmetalls ringsum ausgebildet. Andererseits sind die Bodenabschnitte 7 der getrennten Bauart entlang der Drehachse der Drehwelle durch Abflussnuten 22 getrennt, die zwischen zwei benachbarten hydrostatischen Taschen 21 ausgebildet sind. In den vorstehend erwähnten hydraulischen Lagerungen, wenn Schmieröl mit eingestelltem Druck durch das Ölzufuhrloch 23 zu den hydrostatischen Taschen 21 zugeführt wird, ist die sich drehende Welle durch das eingefüllte Schmieröl zwischen den hydrostatischen Taschen 21 des Lagerungsmetalls und einer Außenfläche der sich drehenden Welle hydrostatisch gestützt. Gleichzeitig wird das Schmieröl zwischen den Bodenabschnitt 7 und der sich drehenden Welle eingefüllt. Mit dem eingefüllten Schmieröl, wenn sich die sich drehende Welle in dem Lagerungsmetall dreht, ist die sich drehende Welle durch einen Keileffekt hydrodynamisch gestützt, der zwischen den Bodenabschnitten 7 und der Außenfläche der sich drehenden Welle erzeugt wird.
Dann wird bei der Lagerung der nicht getrennten Bauart, insbesondere in einem Fall von U-förmigen hydrostatischen Taschen 21, wie zum Beispiel in 12(B) gezeigt ist, da ein Bereich jedes Bodenabschnitts 7 groß und durchgehend ist, eine große Menge von hydrodynamischem Druck erzeugt. Daher bewirkt die Lagerung der nicht getrennten Bauart eine hohe Festigkeit und einen hohen Dämpfungseffekt. Jedoch wird in einem Fall mit hoher Drehzahl eine große Wärme aufgrund einer Fluidreibung an den Bodenabschnitten 7 erzeugt. Die große Wärme verursacht eine thermische Ausdehnung des Lagerungsmetalls und ein Spalt zwischen dem Lagerungsmetall und der sich drehenden Welle verringert sich. Als Ergebnis erhöht sich durch eine Fluidreibung ein wärmeerzeugender Wert, und eine thermische Ausdehnung des Lagerungsmetalls erhöht sich. Dies verursacht einen derartigen Teufelskreis, dass sich die Leistung der Lagerung verschlechtert.
Andererseits ist die Wärme, die an den Bodenabschnitten 7 erzeugt wird, bei der Lagerung der getrennten Bauart eingeschränkt, da es einfach ist, durch das Vorhandensein der Abflussnuten 22 das Schmieröl abfließen zu lassen. Jedoch verursacht das Vorhandensein der Abflussnuten 22 eine Verschlechterung der Festigkeit, da jeder Bodenabschnitt 7 getrennt und klein ist. Außerdem neigt die Lagerung der getrennten Bauart dazu, Kavitation zu verursachen.
Wir, Toyoda Koki Kabushiki Kaisha, haben die japanische Patentanmeldung Nr. 2000-289889 angemeldet, die am 25. September 2000 eingereicht wurde, die die zwei vorstehenden Probleme löst. Gemäß dieser Anmeldung sind vielfache Abflusslöcher in Bodenabschnitten des Lagerungsmetalls ausgebildet. Ein Ende von jedem Abflussloch ist an dem Bodenabschnitt geöffnet und das andere Ende von jedem Abflussloch ist mit einem Behälter verbunden. Daher bewirkt, da der Bereich der Bodenabschnitte im Wesentlichen so groß wie die der Lagerung der nicht getrennten Bauart ist, wie in 12(A) und 12(B) gezeigt ist, die hydraulische Lagerung eine hohe Festigkeit gleich der Lagerung der nicht getrennten Bauart. Zusätzlich hat, da das Schmieröl an den Bodenabschnitten durch jedes Abflussloch zu dem Behälter abfließt, die hydraulische Lagerung einen niedrigen Temperaturanstieg, der nahe dem der Lagerung der getrennten Bauart ist, wie in 12(C) gezeigt ist.
Die hydraulische Lagerung ist jedoch über die Bodenabschnitte mit dem Behälter verbunden, der dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. In Verbindung mit der Außermittigkeit der Drehwelle relativ zu dem Lagerungsmetall kann ein Unterdruck an einer Region in der hydraulischen Lagerung erzeugt werden. Dann wird durch den Unterdruck Luft durch die Abflusslöcher in die Bodenabschnitte angesaugt. Eine höhere Drehzahl der Drehwelle erzeugt leichter einen Unterdruck, auch wenn die Außermittigkeit gering ist. Wenn die Drehzahl der sich drehenden Welle groß wird, wird es erleichtert, Unterdruck zu erzeugen, selbst wenn die Außermittigkeit der sich drehenden Welle klein ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte hydraulische Lagerung zu schaffen.
Eine hydraulische Lagerung, die eine sich drehende Welle stützt, weist ein Lagerungsmetall auf, an dessen Fläche zumindest eine hydrostatische Tasche und zumindest ein Bodenabschnitt ausgebildet sind. Der Bodenabschnitt ist durch die hydrostatische Tasche definiert und dadurch wird ein hydrodynamischer Druck erzeugt. Die hydraulische Lagerung weist weiter eine Quelle zum Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Fluid und ein Ölzufuhrloch auf. Das Ölzufuhrloch ist in der hydrostatischen Tasche geöffnet und sieht ein mit Druck beaufschlagtes Fluid von der Quelle zum Zuführen von mit Druck druckbeaufschlagtem Fluid dazu vor. An dem Bodenabschnitt ist ein Abflussloch zum Abfließen des Fluids ausgebildet. Das abgeflossene Fluid strömt durch einen Abflussdurchtritt, der mit dem Abflussloch kommuniziert, zu einem Behälter. Auf dem Weg des Abflussdurchtritts ist eine Saugverhinderungseinheit eingebaut, um zu verhindern, dass Luft in den Bodenabschnitt angesaugt wird.
Somit funktioniert die hydraulische Lagerung, die die hydrostatische Tasche und den Bodenabschnitt vorsieht, nicht nur als eine hydrostatische Lagerung, sondern auch als eine hydrodynamische Lagerung. Dann ist, da das Fluid durch das Abflussloch abfließt, eine thermische Ausdehnung des Lagerungsmetalls aufgrund einer Wärmeerzeugung des Fluids eingeschränkt. Außerdem wird, da die Saugverhinderungseinheit verhindert, dass Luft in die hydraulische Lagerung angesaugt wird, Kavitation verhindert, die durch angesaugte Luft erzeugt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen offensichtlich, wobei:
1 ist eine schematische Abbildung eines Drehspindelgeräts einer Schleifmaschine, in der eine hydraulische Lagerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
2 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Lagerungsmetalls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3(A), 3(B) und 3(C) sind Teilausbildungen von Innenflächen des Lagerungsmetalls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4(A), 4(B) und 4(C) sind Teilausbildungen von Innenflächen von anderen Lagerungsmetallen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Schnittansicht einer hydraulischen Lagerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine erläuternde Schnittansicht einer Drehspindel, die eine Richtung einer Schleifkraft zeigt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine erläuternde Schnittansicht einer hydraulischen Lagerung, die eine Richtung einer Schleifkraft zeigt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Diagramm, das die Verhältnisse zwischen einer Abflussmenge und einer Außermittigkeit einer Spindel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Schnittansicht einer hydraulischen Lagerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine schematische Abbildung eines Drehspindelapparats einer Schleifmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Schnittansicht einer hydraulischen Lagerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12(A), 12(B) und 12(C) sind Teilausführungen von Innenflächen der Lagerungsmetalle, die hydraulische Radiallagerungen gemäß dem Stand der Technik bilden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele einer hydraulischen Lagerung gemäß der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Eine hydraulische Radiallagerung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel in einem Drehspindelgerät einer Schleifmaschine eingesetzt, wie in 1 dargestellt ist. Die hydraulischen Lagerungen 1 sind an beiden Endabschnitten eines Lagerungsgehäuses 2 angeordnet, um eine Drehspindel 19 als eine sich drehende Welle an ihren Innenflächen zu stützen. An einem Ende der Drehwelle 19 ist ein Schleifrad G angebracht. Ein (in den Figuren nicht gezeigter) Antriebsriemen ist zwischen dem anderen Ende der Drehspindel 19 und einem Motor M1 gespannt, durch den Motor M1 wird mit dem Antriebsriemen die Antriebsspindel 19 gedreht. Die hydraulischen Lagerungen 1 sind durch Arten eines Schrumpfsitzes oder eines Presssitzes in dem Lagerungsgehäuse 2 befestigt. An einem Ende von jeder hydraulischen Lagerung 1 ist ein Flanschabschnitt ausgebildet und ist durch vielfache Schrauben an dem Lagerungsgehäuse 2 befestigt. Bezogen auf 2 weist die hydraulische Radiallagerung 1 eine ringförmige Innenhülse 1a als ein Lagerungsmetall und eine Lagerungsbüchse 1b auf, wobei die Innenhülse 1a durch derartige Arten eines Schrumpfsitzes oder eines Presssitzes befestigt ist.
Vielfache hydrostatische Taschen 21 sind an einer inneren Umfangsfläche der Innenhülse 1a in einer Umfangsrichtung ausgebildet und sind zueinander mit gleichem Abstand angeordnet. Als eine Form für jede hydraulische Tasche 21 ist zum Beispiel eine vierseitige Nut, die in 3(A) gezeigt ist, eine U-förmige Nut mit Schenkelabschnitten, die sich in einer Drehrichtung der Drehspindel 19 erstrecken, die in 3(B) gezeigt ist, oder eine viereckige ringförmige Nut anwendbar, die in ihrer Mitte einen Bodenabschnitt ausbildet, die in 3(C) gezeigt ist. Ein Bodenabschnitt 7 zum Erzeugen von hydrodynamischem Druck ist als ein Abschnitt oder sind als Abschnitte mit Ausnahme von den hydrostatischen Taschen 21 von der inneren Umfangsfläche der Innenhülse 1a definiert. An einer Mitte von jeder hydrostatischen Tasche 21 ist ein Ende eines Ölzufuhrlochs 23 geöffnet, das einen (in den Figuren nicht gezeigten) Drosselstutzen hat. Das andere Ende jedes Ölzufuhrlochs 23 ist mit einem Ölzufuhrdurchtritt verbunden, der zwischen einer Umfangsnut, die an einer Außenfläche der Innenhülse 1a ausgebildet ist, und einer Innenfläche der Lagerungsbuchse 1b ausgebildet ist. Der Ölzufuhrdurchtritt ist über eine (in den Figuren nicht gezeigtes) äußere Zufuhrleitung mit einer Pumpe als eine (in den Figuren nicht gezeigte) Quelle zum Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Fluid verbunden, die durch einen (in den Figuren nicht gezeigten) Motor angetrieben ist.
An einer Innenseite der Innenhülse 1a sind vielfache Abflusslöcher 4 ausgebildet. Ein Ende jedes Abflusslochs 4 ist an dem Bodenabschnitt 7 geöffnet und das andere Ende davon ist über einen Abflussdurchtritt 12 und eine äußere Abflussleitung 6 mit einem Behälter derartig verbunden. Als Verteilung von jedem Abflussloch 4 ist zum Beispiel anwendbar, dass eines geöffnet ist, wie in 3(A), 3(B) und 3(C) gezeigt ist, oder dass zwei geöffnet sind, wie in 4(A), 4(B) und 4(C) gezeigt ist. In dem Fall der viereckigen ringförmigen Nut, die in 3(C) oder 4(C) gezeigt ist, ist es wünschenswert, dass ein weiteres Abflussloch 4 in dem mittigen Bodenabschnitt angeordnet ist, der mit der viereckigen ringförmigen Nut umgeben ist. Rückschlagventile 3 sind auf einem Weg des Abflusslochs 4, des Abflussdurchtritts 12 und der äußeren Abflussleitung 6 angeordnet. Die Rückschlagventile 3 dienen als eine Einheit von einer Saugverhinderungseinheit zum Verhindern, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird.
5 zeigt einen Teil eines Querschnitts der hydraulischen Lagerung in diesem Ausführungsbeispiel. Abflusslöcher 4a1 und 4a2 sind in jedem Bodenabschnitt 7 der hydraulischen Lagerung 1 radial geöffnet und sind in einer Umfangsrichtung mit gleichen Abständen zueinander angeordnet. Jedes der Abflusslöcher 4a1 und 4a2 sind über den Abflussdurchtritt 12 und das Rückschlagventil 3, das in der hydraulischen Lagerung 1 angeordnet ist, mit der äußeren Abflussleitung 6 verbunden. Das Rückschlagventil 3 ist aus einer Buchse 8, einer Feder 9 und einem Ventilelement 10 zusammengebaut. Im Allgemeinen ist eine Öffnung 5, die zwischen der Buchse 8 und dem Ventilelement 10 ausgebildet ist, durch einen hydrodynamischen Druck, der an dem Bodenabschnitt 7 erzeugt wird, gegen eine Schließkraft der Feder 9 geöffnet. In umgekehrter Form ist die Öffnung 5 geschlossen, wenn ein Unterdruck an dem Bodenabschnitt 7 erzeugt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Radiallagerung 1 wird, wenn Schmieröl durch die Pumpe durch die äußere Zufuhrleitung zu dem Zufuhrloch 23 zugeführt wird, ein Druck des Schmiermittels durch den Drosselstutzen eingestellt. Das Schmieröl mit eingestelltem Druck wird in die hydrostatischen Taschen 21 eingefüllt. Daher erzeugen die hydrostatischen Taschen 21 einen hydrostatischen Druck, und die Drehspindel 19 ist durch den hydrostatischen Druck zu dem Lagerungsmetall gestützt. D.h., die hydraulische Lagerung 1 funktioniert als eine hydrostatische Lagerung. Außerdem strömt etwas Schmieröl, das in die hydrostatischen Taschen 21 eingefüllt wird, durch einen Spalt zu beiden Seiten der hydraulischen Lagerung 1 in Richtung der Drehspindel 19. Und das übrige Schmieröl strömt zwischen dem Bodenabschnitt 7 und einer Außenfläche der Drehspindel 19 ein. Wenn die Drehspindel 19 relativ zu dem Lagerungsmetall gedreht wird, wird durch einen Keileffekt des Schmieröls ein hydrodynamischer Druck zwischen dem Bodenabschnitt 7 und der Außenfläche der Drehspindel 19 erzeugt. D.h., die hydraulische Lagerung 1 dient als eine hydrodynamische Lagerung. Dann fließt das Schmieröl zu jeder Seite des Lagerungsmetalls ab. Zusätzlich fließt das Schmieröl von den Abflusslöchern 4a1 und 4a2 durch den Abflussdurchtritt 12, das Rückschlagventil 3 und die äußere Abflussleitung 6 zu dem Behälter ab.
Daher fließt das Schmieröl nicht nur zu jeder Seite des Lagerungsmetalls, sondern auch durch die Abflusslöcher 4 ab, so dass die Abflusswirksamkeit des Schmieröls verbessert wird. In anderen Worten verbleibt das Schmieröl nicht an den Bodenabschnitten 7, sondern zirkuliert durch die Abflusslöcher 4, Als Ergebnis ist eine thermische Ausdehnung des Lagerungsmetalls aufgrund der Wärme, die an dem Bodenabschnitt 7 erzeugt wird, eingeschränkt. Dann ist, da die Abflusslöcher 4 eine Fortführung des Bodenabschnitts 7 nicht, wie die Abflussnuten 22 des Standes der Technik unterbrechen, wie in 12(C) gezeigt ist, eine Verschlechterung der Lagerungsfestigkeit eingeschränkt. D.h., die hydraulische Lagerung 1 des ersten Ausführungsbeispiels hat eine Belastbarkeit der statischen Festigkeit, die nahe zu derselben der Lagerung der nicht getrennten Bauart ist, wie in 12(A) und 12(B) gezeigt ist. Außerdem hat die hydraulische Lagerung 1 einen geringen Temperaturanstieg, der nahe zu demselben der Lagerung der getrennten Bauart ist, wie in 12(C) gezeigt ist.
Im Übrigen, wie in 6 gezeigt ist, wenn das Schleifrad G, das an der Drehspindel 19 angebracht ist, ein zylindrisches Werkstück W schleift, empfängt die Drehspindel 19 eine Last, die eine durch einen Schleifwiderstand erzeugte Schleifkraft ist, in gleichbleibender Richtung, wie durch einen Pfeil gezeigt ist. Die Last erzeugt eine Außermittigkeit der Drehspindel 19 relativ zu der hydraulischen Lagerung 1. Eine Funktion der Außermittigkeit ist nachstehend mit 7 und 8 beschrieben. Hier ist das Rückschlagventil 3 in 6 und 7 nicht gezeigt.
Wie in 7 gezeigt ist, erzeugt die Last in einer Richtung von dem Abflussloch 4e an der Drehspindel 19 die Außermittigkeit der Drehspindel 19 relativ zu der hydraulischen Lagerung 1. Als Ergebnis erhöht sich ein Spalt zwischen dem Bodenabschnitt 7e und der Außenfläche der Drehspindel 19. Zu der gleichen Zeit dreht sich die Drehspindel 19 gegen den Uhrzeigersinn, wie in 7 gezeigt ist. Somit erhöht sich ein Keileffekt an den Bodenabschnitten 7a und 7b, da der Lagerungsspalt in einer Richtung des Schmierölstroms sich verringert. Als Ergebnis, wie in 8 gezeigt ist, erhöht sich das Schmieröl, das in die Bodenabschnitte 7a und 7b einströmt, so dass sich das Schmieröl erhöht, das durch die Abflusslöcher 4a und 4b abfließt. Demgegenüber verringert sich ein Keileffekt an den Bodenabschnitten 7c und 7d, da sich der Lagerungsspalt in Richtung des Schmierölstroms erhöht. Als Ergebnis, wie in 8 gezeigt ist, verringert sich das Schmieröl, das in die Bodenabschnitte 7c und 7d einströmt, so dass sich das Schmieröl verringert, das durch die Abflusslöcher 4c und 4d abfließt. Insbesondere wird an dem Bodenabschnitt 7a ein Spalt zwischen dem Bodenabschnitt 7a und der Drehspindel 19 relativ zu der Drehrichtung der Drehspindel 19 wegen der Außermittigkeit kleiner, wie in 7 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird an dem Bodenabschnitt 7d ein Spalt zwischen dem Bodenabschnitt 7d und der Drehspindel 19 relativ zu der Drehrichtung der Drehspindel 19 wegen der Außermittigkeit größer, wie in 7 gezeigt ist. Daher verändert sich an den Abflusslöchern 4a und 4d der Bodenabschnitte 7a und 7d die Abflussmenge als Antwort auf den Betrag der Außermittigkeit rasch, wie in 8 gezeigt ist. An dem Bodenabschnitt 7e verringert sich mit der Erhöhung des Lagerungsspalts ein Keileffekt als Antwort auf die Zunahme der Außermittigkeit.
Wenn die Außermittigkeit der Drehspindel 19 stärker zunimmt, wird Unterdruck an dem Bodenabschnitt 7d erzeugt. Hier wird ohne das wie in 2 oder 5 gezeigte Rückschlagventil 3 durch das Abflussloch 4d Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt, wie durch die gestrichelte Linie in 8 gezeigt ist. Jedoch schließt als Antwort auf die Druckverminderung mit der Außermittigkeit der Drehspindel 19 das Rückschlagventil 3, das mit dem Abflussloch 4d verbunden ist, durch das Ventilelement 10 aufgrund eines Unterdrucks an dem Bodenabschnitt 7d die Öffnung 5 mit der Kraft der Feder 9. Wenn der Druck an dem Bodenabschnitt 7d kleiner als der Atmosphärendruck oder gleich zu dem wird, der durch die Kraft der Feder 9 definiert ist, ist die Öffnung 5 durch das Ventilelement 10 geschlossen. Somit kann, wenn ein Unterdruck an dem Bodenabschnitt 7d wegen einer weiteren Außermittigkeit oder einer Drehzahl der Drehspindel 19 erzeugt wird, durch das Schließen der Öffnung 5 Luft nicht in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt werden. Somit wird verhindert, dass Kavitation durch angesaugte Luft erzeugt wird. Selbst wenn das Rückschlagventil 3 nicht in der hydraulischen Lagerung 1 in 5 angeordnet ist, kann das Rückschlagventil 3 auf dem Weg des Abflussdurchtritts 12 oder der äußeren Abflussleitung 6 angeordnet sein.
Daher bewirkt die hydraulische Lagerung 1 eine hohe Festigkeit, wegen der großen und durchgehenden Bodenabschnitte 7 gleich der nicht getrennten Bauart. Weiter ist eine thermische Ausdehnung der hydraulischen Lagerung 1 eingeschränkt, da das Schmieröl an den Bodenabschnitten 7 gleich der getrennten Bauart abfließt. Außerdem verhindert das Rückschlagventil 3, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird. Somit hat die hydraulische Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung beide Merkmale der getrennten und der nicht getrennten Bauart.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen die Erläuterung über die gleiche Konstruktion wie in dem ersten Ausführungsbeispiel unterlassen ist. Bezogen auf 9 umfasst die hydraulische Lagerung 1 das Rückschlagventil 3, um das Ansaugen von Luft zu verhindern, wenn der Druck zwischen dem Bodenabschnitt 7 und der Drehspindel 19 in der gleichen Art wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Unterdruck wird. Zusätzlich umfasst die hydraulische Lagerung 1 eine Ölsaugeinheit 13, um zu der gleichen Zeit ein Schmieröl anzusaugen. Die Ölsaugeinheit 13 ist zwischen einem Ölansaugdurchtritt 16, der in dem Lagerungsgehäuse 2 ausgebildet ist, und dem Abflussdurchtritt 12 angeordnet, der mit den Abflusslöchern 4a1 und 4a2 verbundnen ist. Die Ölsaugeinheit 13 ist zum Beispiel wie das auf dem Kopf stehende Rückschlagventil 3 und umfasst ein Ventilelement 14, das eine Feder in einer Buchse vorspannt. Das Ventilelement 14 schließt wegen der Federkraft üblicherweise eine Öffnung 15.
Die Innenfläche des Lagerungsgehäuses 2 bildet einen Kühlmittelöldurchtritt 11 wie eine spiralförmige Nut aus. Der Kühlmittelöldurchtritt 11 ist mit dem Ölansaugdurchtritt 16 an einem Ende verbunden. Der Kühlmittelöldurchtritt 11 ist auch über einen äußeren Abflussdurchtritt 17 an dem anderen Ende mit einem Behälter verbunden. Das Kühlmittelöl, das mit einem Druck P1 beaufschlagt ist, wird von dem Ölansaugdurchtritt 16 zu dem Kühlmittelöldurchtritt 11 zugeführt. Das Kühlmittelöl strömt durch den spiralförmigen Kühlmittelöldurchtritt 11, um die hydraulische Lagerung 1 zu kühlen, und fließt durch den äußeren Abflussdurchtritt 17 zu dem Behälter ab. Hier wird das gleiche Öl als das Schmieröl und als das Kühlmittelöl verwendet.
Der Druck P1 des Kühlmittelöls, das von dem Ölansaugdurchtritt 16 zugeführt ist, ist höher als der Druck P2 durch die Federkraft und ist niedriger als der Druck P0 des abfließenden Öls (des Schmieröls), wenn das Rückschlagventil 3 öffnet. Üblicherweise wird das mit Druck beaufschlagte Schmieröl von dem Bodenabschnitt 7 durch die Abflusslöcher 4a1 und 4a2 zu dem Abflussdurchtritt 12 zugeführt. Da das Schmieröl das Ventilelement 10 gegen die Feder 9 drängt und durch die Öffnung 5 strömt, fließt das Schmieröl durch die äußere Abflussleitung 6 zu dem Behälter ab. Zu der gleichen Zeit ist die Öffnung 15 geschlossen, da die Federkraft und der Druck P0 des Schmieröls das Ventilelement so drängen, dass der Ölansaugdurchtritt 16 von den Abflusslöcher 4a1 und 4a2 getrennt ist. Daher strömt das Kühlmittelöl von dem Ölansaugdurchtritt 16 herum und kühlt durch den Kühlmittelöldurchtritt 11 die Außenfläche der hydraulischen Lagerung 1 ab. Dann fließt das Kühlmittelöl zu dem Behälter ab.
Wenn der Druck des Schmieröls sich weniger als der Atmosphärendruck oder etwa so verringert, schließt das Ventilelement 10 des Rückschlagventils 3 die Öffnung 5. Dann ist der Druck P1 des Kühlmittelöls größer als der Druck P2 durch die Federkraft, so dass das Ventilelement 14 der Ölsaugeinheit 13 die Öffnung 15 öffnet. Daher wird das Kühlmittelöl durch die Abflusslöcher 4a1 und 4a2 zu dem Bodenabschnitt 7 zugeführt.
Gemäß der hydraulischen Lagerung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn ein Unterdruck an dem Bodenabschnitt 7 erzeugt wird, verhindert die hydraulische Lagerung 1, dass Luft darin angesaugt wird. Somit kann Kavitation verhindert werden, die durch angesaugte Luft erzeugt wird. Zu der gleichen Zeit ist das Kühlmittelöl von dem Ölansaugdurchtritt 16 durch die Abflusslöcher 4a1 und 4a2 zu dem Bodenabschnitt 7 so zugeführt, dass das Kühlmittelöl den Bodenabschnitt 7 abkühlt, dessen Temperatur ohne die Abflusswirkung örtlich hoch ist. Daher kann mit dem Zuführen des Kühlmittelöls die hydraulische Lagerung 1 Kavitation verhindern, die mit gelöster Luft in dem Öl verursacht wird, das durch einen Temperaturanstieg abgesondert wird. Weiter kann die hydraulische Lagerung 1 Kavitation verhindern, die mit gelöster Luft in dem Öl unter dem gesättigten Dampfabsonderungsdruck verursacht wird. Außerdem wird die hydraulische Lagerung 1 üblicherweise durch das Kühlmittelöl durch den Kühlmittelöldurchtritt 11 abgekühlt.
Daher bewirkt die hydraulische Lagerung 1 eine hohe Festigkeit wegen der großen und durchgehenden Bodenabschnitte 7 gleich der nicht getrennten Bauart. Weiter ist eine thermische Ausdehnung der hydraulischen Lagerung 1 eingeschränkt, da das Schmieröl an den Bodenabschnitten 7 gleich der getrennten Bauart abfließt. Und das Rückschlagventil 3 verhindert, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird. Somit hat die hydraulische Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung beide Merkmale der getrennten und der nicht getrennten Bauart. Außerdem wird die hydraulische Lagerung 1 üblicherweise durch das Kühlmittelöl durch den Kühlmittelöldurchtritt 11 abgekühlt. Außerdem, selbst wenn ein Unterdruck erzeugt wird, ist der Bodenabschnitt 7 abgekühlt, da das Kühlmittelöl in die Lagerung 1 einströmt.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen die Erläuterung über die gleiche Konstruktion wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel unterlassen wird. Bezogen auf 10 sind verschiedene Sensoren für ein Drehspindelgerät des dritten Ausführungsbeispiels zusätzlich zu der Ausbildung der vorangegangenen Ausführungsbeispiele vorgesehen. Eine Kodiereinrichtung 32, die eine der verschiedenen Sensoren ist, ist an einem Endabschnitt der Drehspindel 19 angebracht, um die Drehzahl der Drehspindel 19 zu messen. Ein oder mehr Druckmessgeräte 33, die als Sensoren dienen, sind an geeigneten Positionen der Bodenabschnitte 7 angebracht, um dort den Druck zu messen. Ein Spaltsensor 34 ist an der Innenfläche der hydraulischen Lagerung 1 angeordnet, um einen Lagerungsabstand (eine Außermittigkeit der Drehspindel 19 relativ zu der hydraulischen Lagerung 1) dazwischen zu messen. Jeder der Sensoren 32, 33 und 34 ist mit einem Regler 31 elektrisch verbunden, um ihre Ausgangsgröße davon einzugeben. Der Regler 31 ist mit einer variablen Dosierungsöffnung 41 elektrisch verbunden, um eine Öffnung der Dosieröffnungen 41 zu regeln. Die Dosieröffnung 41 ist auf einem Weg eines Abflussdurchtritts 42 und dient als eine Saugverhinderungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Hier sind nicht alle Sensoren erforderlich, um eingebaut zu werden, wobei es möglich ist, dass wahlweise ein Sensor oder mehrere Sensoren eingebaut ist/sind.
Bei dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ist ein Druck in der hydraulischen Lagerung 1 durch das Verhältnis zwischen der Außermittigkeit und der Drehzahl der Drehspindel 19 definiert. Und der Regler 31 speichert das Verhältnis ab und regelt das Öffnen der Dosieröffnung 41 gemäß dem Ausgangssignal der Kodiereinrichtung 32 und des Spaltsensors 34. Oder der Regler 31 regelt das Öffnen der Dosieröffnung 41 mit einer Ein/Aus-Regelung oder einer durchgehenden variablen Regelung, wenn das Ausgangssignal der Druckmessgeräte 33 kleiner als der Grenzwertdruck ist, der gleich dem Atmosphärendruck ist, oder etwa gleich ist.
Mit der vorstehenden Regelung der Dosieröffnung 41 wird verhindert, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird, so dass Kavitation verhindert wird, die durch angesaugte Luft erzeugt wird. Im Übrigen sind die Sensoren 33 und 34 an der hydraulischen Lagerung 1 installiert, die an einem entgegengesetzten Ende zu dem Schleifrad G angeordnet sind, wobei die gleiche Konstruktion bei der hydraulischen Lagerung 1 verwendet werden kann, die näher zu dem Schleifrad G sind, oder die bei den beiden Enden installiert sind.
Daher bewirkt die hydraulische Lagerung 1 eine hohe Festigkeit wegen der großen und durchgehenden Bodenabschnitte 7 gleich der nicht getrennten Bauart. Weiter ist eine thermische Ausdehnung der hydraulischen Lagerung 1 eingeschränkt, da das Schmieröl an den Bodenabschnitten 7 gleich der getrennten Bauart abfließt. Außerdem verhindert die Regelung der Dosieröffnung 41, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird. Somit hat die hydraulische Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung beide Merkmale der getrennten und der nicht getrennten Bauart.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
11 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel. Die hydraulischen Lagerungen 1 sind an der Innenfläche des Lagerungsgehäuses 2 durch Arten eines Schrumpfsitzes oder eines Presssitzes befestigt. An einem Bereich der Innenfläche des Lagerungsgehäuses 2 ist eine ölspeichernde Umfangsnut 18 daran ausgebildet. Die Abflusslöcher 4a bis 4e dringen radial in die hydraulische Lagerung 1 ein. Und jedes Abflussloch 4a bis 4e öffnet sich zu dem Bodenabschnitt 7 an ihrem einen Ende und zu der ölspeichernden Nut 18 an ihrem anderen Ende. Das Schmieröl wird in die ölspeichernde Nut 18 eingefüllt, die mit dem Abflussdurchtritt 17 verbunden ist, der das Lagerungsgehäuse 2 nach oben durchdringt und mit dem Behälter verbunden ist. Im Übrigen kann die ölspeichernde Umfangsnut 18 an der Außenfläche der hydraulischen Lagerung 1 ausgebildet sein.
Bei dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel funktioniert die ölspeichernde Nut 18 als die Saugverhinderungseinheit, um zu verhindern, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird.
Üblicherweise strömt das Schmieröl, das zu den Bodenabschnitten 7 strömt, durch die Abflusslöcher 4a bis 4e zu der ölspeichernden Nut 18. Aber wenn ein Unterdruck an dem Bodenabschnitt 7 erzeugt wird, wird das Schmieröl, das in die ölspeichernde Nut 18 eingefüllt ist, durch irgendeines der Abflusslöcher 4a bis 4e in den Bodenabschnitt 7 angesaugt, ohne dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird. Somit kann Kavitation verhindert werden, die durch angesaugte Luft erzeugt wird.
Daher bewirkt die hydraulische Lagerung 1 eine hohe Festigkeit wegen der großen und durchgehenden Bodenabschnitte 7 gleich der nicht getrennten Bauart. Weiter ist eine thermische Ausdehnung der hydraulischen Lagerung 1 eingeschränkt, da das Schmieröl an den Bodenabschnitten 7 gleich der getrennten Bauart abfließt. Außerdem verhindert die ölspeichernde Nut 18, dass Luft in die hydraulische Lagerung 1 angesaugt wird. Somit hat die hydraulische Lagerung gemäß der vorliegenden Erfindung beide Merkmale der getrennten und der nicht getrennten Bauart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Last nur in einer Richtung begrenzt, wenn die hydraulische Lagerung 1 bei einer Schleifmaschine eingebaut ist, wie in 6 bis 8 gezeigt ist. Daher ist der Bodenabschnitt 7 bestimmt, der einen Unterdruck erzeugt, wobei es möglich ist, die Saugverhinderungseinheit nur an diesem Bodenabschnitt einzubauen.
Offensichtliche zahlreiche Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung sind angesichts der vorstehenden Lehre möglich. Es sollte daher selbstverständlich sein, dass innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche die vorliegende Erfindung anders als hierin spezifisch beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

Hydraulische Lagerung (1), die eine sich drehende Welle stützt, weist folgendes auf: ein Lagerungsmetall (1a) zum drehbaren Stützen der sich drehenden Welle; zumindest eine hydrostatische Tasche (21), die an einer Innenfläche des Lagerungsmetalls ausgebildet ist; eine Quelle zum Zuführen von mit Druck beaufschlagten Fluid; ein Ölzufuhrloch (23), das in der hydrostatischen Tasche geöffnet ist und das druckbeaufschlagte Fluid von der Quelle zum Zuführen von druckbeaufschlagtem Fluid zu der hydrostatischen Tasche zum Erzeugen von hydrostatischem Druck darin vorsieht; zumindest einen Bodenabschnitt (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e), der an der Innenfläche des Lagerungsmetalls mit Ausnahme der hydrostatischen Tasche ausgebildet ist, die einen hydrodynamischen Druck als Antwort auf eine Drehung der sich drehenden Welle erzeugt; ein Abflussloch (4, 4a, 4a1, 4a2, 4b, 4c, 4d, 4e), das an dem Bodenabschnitt ausgebildet ist und das Fluid durch einen Abflussdurchtritt (12) abfließen lässt; dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugverhinderungseinheit (3, 13, 41) an dem Abflussdurchtritt (12) eingebaut ist, um zu verhindern, dass Luft in die hydraulische Lagerung gesaugt wird.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 1, wobei die Saugverhinderungseinheit ein Rückschlagventil (3) ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 1, wobei die Saugverhinderungseinheit eine Dosieröffnung (41) ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 3, wobei die Dosieröffnung ein variables Ventil (41) ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 3, die weiter zumindest einen Sensor (32, 33, 34) aufweist, wobei ein Öffnen der Dosieröffnung als Antwort auf ein Ausgangssignal von dem Sensor geregelt ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 5, wobei der Sensor ein Drucksensor (33) ist, um einen Fluiddruck in der hydraulischen Lagerung zu messen.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 5, wobei der Sensor eine Kombination aus einem Geschwindigkeitssensor (32), um die Drehzahl der sich drehenden Welle zu messen, und einem Spaltsensor (34) ist, um einen Abstand zwischen dem Lagerungsmetall und der sich drehenden Welle zu messen.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 7, wobei ein Verhältnis beider Ausgangssignale der Sensoren (32, 34) einen Druck zwischen dem Lagerungsmetall und der sich drehenden Welle definiert; und das Öffnen der Dosierungsöffnung als Antwort auf den definierten Druck geregelt ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 3, wobei die Dosierungsöffnung ein Ein-/Aus-Regelungsventil ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 1, wobei die Saugverhinderungseinheit eine ölspeichernde Nut ist, in die das Fluid gefüllt ist.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 1, die weiter eine Ölsaugeinheit (13) aufweist, um ein Kühlmittelfluid in die hydraulische Lagerung zu saugen, während die Saugverhinderungseinheit verhindert, dass Luft angesaugt wird.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 11, die weiter einen Durchtritt aufweist, der um die hydraulische Lagerung ausgebildet ist; und das Kühlmittelfluid in den Durchtritt strömt, um die hydraulische Lagerung abzukühlen.
Hydraulische Lagerung gemäß Anspruch 12, wobei das Kühlmittelfluid in den Durchtritt strömt, es sei denn, dass die Ölsaugeinheit das Kühlmittelfluid ansaugt.