DE8904006U1

DE8904006U1 - Wellenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE8904006U1
Application number: DE8904006U
Authority: DE
Original assignee: Universal-Kugellager-Fabrik 1000 Berlin De GmbH
Current assignee: Universal-Kugellager-Fabrik 1000 Berlin De GmbH
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1989-08-31

Description

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DIPL.-ING- DIETER JANDER DR-INQ. MANFRED BÖNINQ PATENTANWÄLTE European Rrtent Attorneys

KURFÜRSTENDAMM &bgr;&bgr; 1000 BERUH 15 TeIe(On: 030/8835071/72 Tatatex: 030/883852S Telegramm·: ConttOtsson Berlin

1170/21 146 DE 3C. Msrz 1989

Anmeldung

der B'irma

Universal-Kugellager-Babrik GmbH Kienhorst&traße 55 1000 Berlin 51

"Wellenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen"

Die Erfindung betrifft eine Wellenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, mit mindestens einem einen Außen- und einen Innenring aufweisenden Wälzlager, dessen Vorspannung durch eine auf den Außen- oder Innenring des Wälzlagers einwirkende Druckflüssigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle veränderbar ist, wobei ein von einem Drehzahlaufnehmer geliefertes, der Belastung der Welle proportionales Signal den Druck der dem Wälzlager zugeführten Druckflüssigkeit bestimmt.

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^&Lgr; Die Möglichkeit, eine Wellenlagerung im vorstehenden

Sinne zu konzipieren, ist im DE-GM 83 0_/§r587 angedeu-Ji tet, ohne daß in dieser Druckschrift jedoch eine den ^

i praktischen Bedürfnissen gerecht werdende Lösung offen-

§ bart ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

¹ eine Wellenlagerung dex~ in Betracht gezogenen Art zu

fi schaffen, die auf einfache, aber sichere Weise eine

; Veränderung der Steifigkeit des Lagers in Abhängigkeit

Hi von der Belastung der Welle ermöglicht. Diese Aufgabe

Jf wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerung

f. ein Steuergerät mit einem Regler aufweist, der in Ab

hängigkeit von einer vorgegebenen Druck-Drehzahl-

^ Kennlinie über einen Schrittmotor die Höhe des Druckes

der Druckflüssigkeit regelt.

Die erfindungsgemäße Wellenlagerung zeichnet sich durch hohe Betriebssicherheit und Regelgenauigkeit bei angemessener Regelgeschwindigkeit aus. Sie eignet sich ins-

■ besondere für den Einsatz in Fällen, in denen Änderun

gen der Wellendrehzahlen verhältnismäßig selten zu er-

''■' warten sind. Der Herstellungsaufwand ist insbesondere

dann gering, wenn der Schrittmotor direkt den Kolben eines Hydraulikzylinders für die Druckflüssigkeit antreibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der beigefügten Zeichnung dargestellter Blockschaubilder näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und

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Fig. 2 ein zweites besonders einfaches und folglich vorteilhaftes Ausflihrunßsbei spiel.

In Figur 1 ist 1 eine als Spindel einer Werkzeugmaschine ausgebildete Welle, die in zwei wälzlagern 2 und 3 gelagert ist. Am vorderen Ende der Welle 1 ist ein Futter U angeordnet, das unter der Einwirkung einer Radialkraft 5 steht. Die Steifigkeit des Walzlagers 2 läßt sich durch Einwirkung eines hydrostatischen Druckes auf den mit einer Ringnut für die Druckflüssigkeit versehenen Außenring dieses Lagers verändern. Die Veränderung erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Drehzahl d*>r Welle '. Der drehzahlabhängigen Veränderung liegt die Überlegung zugrunde, daß die auf die Welle einwirkenden Kräfte bei niedrigen Drehzahlen (Schruppvorgänge) regelmäßig größer sind als bei hohen Drehzahlen (Schlichtvorgänge). Zum Erfassen der Drehzahlen der Welle 1 dient ein induktiver Drehzahlaufnehmer 6, dessen in einem Wandler 7 in Gleichstrom oder Gleichspannung umgewandelte Signale einem PI-Regler 8 zugeleitet werden. Der PI-Regler 8 steuert einen Regel- und Steuerverstärker 9 -Ur einen Schrittmotor 10 an, der mechanisch ein Druckbegrenzungsventil 11 mit in zwei Richtungen drehbarer Betätigungswelle betätigt. Während der nach einer vorgegebenen Kennlinie erfolgenden Regelung des Druckes der von einer durch einen Motor 12 engetrie · benen Pumpe 13 aus einem Behälter 14 geförderten Druckflüssigkeit wird die tatsächliche Höhe des Druckes in dor Hydraulikleitung 15 ständig durch ein Drucknaeßgerät 16 mit nachgeschaltetem DruckmeßuEformer 17 überwacht, wobei der Drucl "»eßumformer 17 die mechanische Größe "Druck¹¹ wiederum in einen Gleichstrom oder eine Gleichspannung umwandelt, der bzw. die dem Regler 8 ebenfalls zugeführt

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wird. Der Regler 8 ist folglich mit zwei Platinen ausgestattet, von denen die eine gewissermaßen den einer Drehzahl zugeordneten Druck einstellt und von denen die andere die Höhe dieses Druckes bei gleichbleibender Drehzahl überwacht bzw. konstant hält.

Während Fig. 1 eine Lösung mit einem maschlnenunabhängigen Druckflüssigkeitsversorgungssystem mit einer von einem Elektromotor 12 angetriebenen Pumpe 13 zeigt, ist in Fig. 2 eine AusfUhrungsform dargestellt, bei der der Schrittmotor 10 über ein Zwischengetriebe 18 oder gegebenenfalls direkt den Kolben 19 eines mit einer Druckflüssigkeit gefüllten Zylinders 20 mehr oder weniger stark hin- und herbewegt, um den Druck im Lager 2 zu verändern.

Die Welle 1 könnte auch als Hohlwelle ausgebildet sein, welche die Wälzlager umschließt. In diesem Falle wäre der Innenring eines Lagers mit Druckflüssigkeit zu beaufschlagen. Statt eines PI-Reglers ließe sich auch ein PID-Regler einsetzen.

Claims

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- 5 Ansprüche;

1. Wellenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, mit mindestens einem einen Außen- und einen Innenring aufweisenden Wälzlager, dessen Vorspannung durch eine auf den Außen- oder Innenring der, Wälzlagers einwirkende DruckflUssigkeiL in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle veränderbar ist, wobei ein von einem Drehzahlaufnehmer geliefertes, der Belastung der Welle proportionales Signal den Druck der dem Wälzlager zugeführten Druckflüssigkeit bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Steuergerät mit einem Regler (8) aufweist, der in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Druck-Drehzahl-Kennlinie über einen Schrittmotor (10) die Höhe des Druckes der Druckflüssigkeit regelt.

2. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem vom Hydrauliksystem der Maschine unabhängigen Druckflüssigkeitsversorgungssystem versehen ist, das einen DruckflUssigkeitsbehälter (14), ein Pumpenaggregat (12,13) sowie Zu- und RUckflußleitungen aufweist.

3. Wellenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (15) für das mit Druckflüssigkeit zu beaufschlagende Wälzlager (2) einerseits mit einem vom Schrittmotor (10) gesteuerten Druckbegrenzungsventil (11) und andererseits mit einem Drucksensor (16,17) in Verbindung steht, dessen Signale dem Regler (8) ebenfalls zugeführt werden.

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k. Welleniagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (8) als PI- oder PID-Regler ausgebildet ist.

5. Wellenlageruiig nach einem der Ansprüche 1 bis k, dedurch gekennze i ebne L, daß der ,Schrittmotor (iö) unmittelbar oder über ein Zwischengetriebe (18) den Kolben (19) eines mit dem Wälzlager (?) verbundenen Druckflüssigkeitszylinders (20) antreibt.

6. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Druckflüssigkeit zu beaufschlagende Außen- oder Innenring des Wälzlagers (?) mit einer Ringnut für die Druckflüssigkeit versehen ist.