DE672421C

DE672421C - Lagerung fuer eine schnell umlaufende Arbeits- oder Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine

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Publication number: DE672421C
Application number: DEB162280D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-09-07
Filing date: 1933-09-07
Publication date: 1939-03-02

Description

Es ist bei Meßeinrichtungen bekannt, eine Welle in zwei in axialer Richtung in einem gewissen Abstand nebeneinander angeordneten Lagern zu lagern, die mit verschiedener Geschwindigkeit in feststehenden Lagern umlaufen zu dem Zweck, die Welle der Meßvorrichtung möglichst reibungslos zu lagern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich demgegenüber auf die Lagerung für eine schnell umlaufende Arbeits- oder Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine, mit der eine hochwertige Arbeit geleistet werden soll. Es ist bei dem Bau derartiger Werkzeugmaschinen bekannt, daß, wenn die Arbeits- oder Werkzeugspindel sehr schnell lumlaiufen soll, die Lagerung dieser Spindel mittels Wälzlager erfolgen muß.

Um bei übermäßig schnell laufenden Spindeln oder Wellen bei einer derartigen Lagerung die Wälzlagerabnutzung zu verringern, ist es bereits bekannt, zwischen dem feststehenden Lagergehäuse und der Spindel mehrere in radialer Richtung aufeinanderfolgende Wälzlager anzuordnen, deren Lagerhülsen je für sich derart angetrieben werden, daß sie mit verschiedener Geschwindigkeit, also einer Teilgeschwindigkeit der Spindelgeschwindigkeit, umlaufen, derart, daß der gegenseitige Geschwindigkeitsunterschied zweier ineinander gelagerter Teile stets der gleiche ist, oder die sämtlich nicht angetrieben werden, sondern dann durch Reibung mitgenommen werden sollen.

Bei einer jeden Lagerung der Spindel in Wälzlagern und auch bei der bekannten Lagerung, bei der das Wälzlager zwischen dem Lagergehäuse 'und -der Spindel in mehrere radial hintereinander angeordnete Wälzlager unterteilt ist, treten infolge der Eigenart der Wälzlager unvermeidlicherweise Schwingungen der Spindel auf, die die Sauberkeit der mit der Werkzeugmaschine auszuführenden Arbeit beeinträchtigen und keinen einwandfreien Bearbeitungsspiegel entstehen lassen. Es ist nun zwar bekannt, daß, wenn man eine umlaufende Spindel oder Welle in Gleitlagern lagert, der sich zwischen der Spindel und der Lagerhülse bildende Ölfilm die Entstehung der Schwingungen dämpft, aber die bisherigen Versuche, schnell laufende Spindeln von Werkzeugmaschinen in Gleitlagern zu lagern, hatten nicht den gewünschten Erfolg, da ein Gleitlager aBein für hohe Geschwindigkeiten, wie dies auch bekannt ist, selbst bei sehr guter Ausführung nicht ausreicht.

Um daher eine vollkommen einwandfreie Lagerung einer schnell umlaufendem Arbeitsspindel oder ■ Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine zu erzielen, wird die bekannte Lagerung mit den in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Lagern, deren Lagerhülsen je für sich gesondert angetrieben werden, erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Spindel unmittelbar in einem Gleitlager und die Gleitlagerhülse ihrerseits in Wälzlagern gelagert ist und daß der Bewegungsunter-

schied zwischen der Spindel und ihrer Gleitlagerhülse nur so groß ist, daß sich ein. für die Schwingungsdämpfung genügender Ölfilm ausbildet. ,-

Bei dieser besonderen. Ausbildung der Lagerung wird also 'ein Gleit- und ein Wälzlager hintereinandergeschaltet, dadurch werden in einwandfreier Weise die Vorteile des Gleitlagers und des Wälzlagers ausgenutzt, indem

ίο das innere Gleitlager für einen vollständig ruhigen Lauf der Spindel sorgt, während das äußere Wälzlager den schnellen Umlauf der Spindel ermöglicht, ohne daß es bei dieser Lagerung notwendig ist, etwa besonders hochwertige Gleitlager und Wälzlager anzuwenden, da jedes dieser beiden Lager nur in den für derartige Lager üblichen Grenzen und unter den üblichen Bedingungen beansprucht wird.

Die Größe der Relativgeschwindigkeit zwisehen Spindel und ihrer Gleitlagerhülse kann je nach der Ausführung des Gleitlagers und dem vorhandenen spezifischen Lagerdruck verschieden groß gewählt werden, aber naturgemäß niemals so groß, daß die beabsichtigte bekannte Ölfilmbildung im Gleitlager gefährdet ist. Bei der Wahl dieser Relativgeschwindigkeit braucht im allgemeinen bei den Spindeln für schnell laufende Werkzeugmaschinen, für die die Lagerung bestimmt ist, keine Rücksicht auf die absolute Geschwindigkeit der Spindel oder Welle genommen zu werden, da hinsichtlich der Spindelgeschwindigkeit die katalogmäßig vorhandenen und serienmäßig hergestellten Wälzlager an sich

ausreichen. ^:

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs:- beispiel einer Lagerung entsprechend der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch die Lagerung, und

Fig. 2 zeigt in verkleinertem Maßstabe den

Antrieb der Teile einer Lagerung nach Fig. 1.

Bei der dargestellten, Ausführungsform läuft

die schnell umlaufende Arbeits- oder Werkzeugspindelö einer Werkzeugmaschine in einer Gleitlagerhülse a, auf der eine Riemenscheibe d sitzt, die bei ihrer Drehung die Gleitlagerhülse α mitnimmt. Die Gleitlagerhülse α ist mittels eines oder mehrerer Wälzlager, die ein- oder mehrreihige Kugellager oder Rollenlager sein können, in dem feststehenden Lagergehäuse η drehbar gelagert.

Mittels Dichtungen / und J₁ wird verhindert, daß Öl oder Fett im Raum der Kugellager e, e' nach außen ausfließt, und weitere Dichtungen, g, g' verhindern, daß das öl, das einen Ölfilm zwischen der Spindel & und der Gleitlagerhülse ω bildet, nach außen austreten kann.

Auf der Werkzeugspindel & sitzt die Antriebsscheibe c.

In Fig. 2 ist angenommen, daß zum Antrieb ein Elektromotor h dient, auf dessen Welle eine Riemenscheiben' sitzt. Von dieser ^: Riemenscheibe i wird mittels des Riemens I die auf der Spindel & sitzende Riemenscheibe c und mittels des Riemens k die mit der Gleitlagerhülse u starr verbundene Riemenscheibe si angetrieben. Das. Verhältnis der Außendurchmesser der beiden Riemenscheiben c und d ist hierbei derart gewählt, daß die Riemenscheibe c und somit auch die Spindel b mit etwas größerer Geschwindigkeit umläuft als die Riemenscheibe d und die Lagerhülse rz. Das Verhältnis der Durchmesser der Riemen,-scheiben c und d könnte auch so gewählt werden, daß 'die Riemenscheibe d etwas schneller läuft als die Riemenscheiben.

Die Arbeits- und Wirkungsweise der in den Fig. ι und 2 dargestellten Einrichtung wird im folgenden an Hand eines Beispiels erläutert.

Es sei rein beispielsweise angenommen, daß die Spindel b mittels der Riemenscheibe c mit einer bestimmten hohen Umlaufzahl, beispielsweise 10 000 Umdrehungen in der Minute, umläuft. Da die Riemenscheibe d etwas größer ist als die Riemensaheibe c, erhält die Hülse α eine etwas geringere Umdrehungszahl, z. B. 9950 Umdrehungen in der Minute. Diese Verschiedenheit der Umlaufsgeschwindigkeit zwischen der Spindel & und der Hülse a genügt, um einen Ölfilm zwischen der Spindel^ und der Hülse ß zu bilden, bzw. aufrechtzuerhalten. Die Hülse α läuft in den Wälzlagern e, e', und zwar bei dem angenommenen Beispiel mit 9950 Umdrehungen in der Minute, doch könnte der Antrieb der Gleitlagerhülse α auch so eingerichtet sein, daß sie mit einer geringeren Geschwindigkeit umläuft.

Die Lagerung der Spindel & mit der Hülset in den. Wälzlagern ermöglicht eine hohe Umdrehungszahl der Spindeln, während die in den Wälzlagern auftretenden Vibrationen durch den Ölfilm zwischen der Spindel & und der Hülse α aufgehoben bzw. weitgehend gemildert werden, so daß die Spindel b sehr ruhig umläuft und beim Bohren, Drehen, Schleifen oder Fräsen eine sehr saubere Arbeit leistet. Dadurch, daß bei der beschriebenen Lagerung die Gleitlagerhülse α mit geringerer Geschwindigkeit als die Spindel b umläuft, ist auch die Beanspruchung der Wälzlager e,e' an sich eine günstigere, als wenn diese unmittelbar zur Lagerung der Spindel b dienen.

Bei einer guten Ausführung des Gleitlagers ist es natürlich auch möglich, die Gleitlagerhülse α bei dem. angenommenen Ausführungsbeispiel mit einer geringeren Geschwindigkeit, z. B. 9000 Umdrehungen pro Minute, anzutreiben.

Claims

Pa τ ε ν τ λ ν s ρ R υ c H :

Lagerung für eine schnell umlaufende Arbeits- oder Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine mit in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Lagern, deren Lagerhülsen je für sich angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (b) unmittelbar in einem Gleitlager und die Gleitlagerhülse ihrerseits in Wälzlagern {<s,e') gelagert ist und daß der Bewegungs'unterschied zwischen der Spindel (b) und ihrer Gleitlagerhülse (a) nur so groß ist, daß sich ein. für die Schwingungsdämpfung genügender Ölfilm ausbildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen