DE943866C

DE943866C - Schwingungsfreie Lagerung und Antrieb einer Welle, Spindel, Achse u. dgl. fuer hohe Drehzahlen

Info

Publication number: DE943866C
Application number: DEL13520A
Authority: DE
Inventors: Paul Papp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-10-03
Filing date: 1952-10-03
Publication date: 1956-06-01

Description

Schwingungsfreie Lagerung und Antrieb einer Welle, Spindel, Achse u. dgl. für hohe Drehzahlen Bei Wellen, Spindeln, Achsen od. dgl., welche mit einer hohen Drehzahl von Ioo ooo bis 2oo ooo Umdrehungen pro Minute angetrieben werden, ist bereits eine beidseitige Lagerung aus je drei Rollkörpern vorgeschlagen, wobei die Rollkörper direkt auf der Welle bzw. Spindel usw. laufen und als Antrieb für erste dienen. Bei den hohen Drehzahlen ist der Verschleiß der Welle bzw. Spindeln usw: erheblich, andererseits neigen dieselben, besonders wenn die Lagerungen weiter auseinander stehen, zu Schwingungen, die die Bearbeitungsgenauigkeit herabsetzen und die Lebensdauer der Wellen bzw. Spindeln usw. verringern. Demgegenüber werden erfindungsgemäß eine schwingungsfreie Lagerung und Antrieb einer Welle, Spindel, Achse u. dgl., welche zwischen dieselben gelagert und von diesen Rollen angetrieben werden, für hohe Drehzahlen dadurch erreicht, daß die Welle, Spindel usw. drei- oder mehrfach gelagert und angetrieben sind. Trotz der statisch unbestimmten mehrfachen Lagerung wird eine Verbesserung der Laufeigenschaften erreicht; da die Lagerungen dichter beieinander liegen und die eigenen Schwingungszahlen dementsprechend ein Mehrfaches der Grundschwingungszahlen betragen. Um den beidseitigen Axialdruck der Spindel bei der Bearbeitung eines Werkstückes aufzunehmen, wurde bereits vorgeschlagen, eine oder mehrere Antriebsrollen und die entsprechende Lagerfläche der Welle, Spindel usw. so zu profilieren, daß beide ineinandergreifen. Durch diese Profilierung ist jedoch die Genauigkeit der Lagerung beeinträchtigt. Desgleichen gilt als weiterer wesentlicher Teil der Erfindung, daß zur Aufnahme des beidseitigen Axialdruckes eine oder mehrere der Lager- und Antriebsrollen einer Lagerung mit einer oder mehreren konzentrisch zu den Lagerrollen liegenden und mit diesen fest verbundenen Führungsrollen versehen sind, die vor oder hinter einen Spindelbund bzw. zwischen zwei oder mehrere Spindelbunde greifen. Die Aufnahme des Axialdruckes besitzt dadurch keinen Einfluß auf die Lagerung. Um das Spiel zwischen Führungsrollen und Spindelbunden und um den Anpreßdruck zwischen beiden einstellen zu können bzw. zu erzeugen, soll eine geeignete axial verschiebbare Hülse. auf der Spindel vorgesehen werden, welche mit einem Bund gegen die Führungsrollen durch Federdruck gepreßt wird. Das Gegenlager der Feder ist vorteilhaft durch einen in die Spindel eingelassenen Sprengring zu bilden. Damit der Sprengring und die Feder bei der hohen Drehzahl nicht aufgebogen werden, soll eine Büchse über beide geschoben sein, an die die Feder bzw. der Sprengring durch die Zentrifugalkräfte zur Änlage kommen.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist, daß zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und dementsprechend zur Vermeidung von Schwingungen durch einseitig abgelaufene Lager die Welle, Spindel usw. aus Hartmetall hergestellt wird, welches wesentlich bessere Laufeigenschaften als Stahl besitzt. Aus Ersparnisgründen kann der Spindelkopf, der zur Aufnahme der Werkzeuge dient, aus Stahl bestehen und gesondert gefertigt sein. Die Befestigung des Spindelkopfes mit der Spindel bzw. Welle usw. erfolgt vorteilhaft durch Schrumpfen, Pressen oder Hartlöten.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. i stellt eine Spindel mit dreifacher Lagerung und der Anordnung zur Aufnahme des Axialdruckes dar; .
Fig. 2 zeigt eine Spindel mit vier- oder mehrfacher Lagerung; Fig. 3 zeigt eine aus einem Stück hergestellte Spindel aus Hartmetall mit dreifacher Lagerung. Die Fig. 4 bis 8 verdeutlichen die Verbindung eines Spindelkopfes aus Stahl mit einer Hartmetallspindel durch Schrumpfen; Pressen und Hartlöten.
Die Spindel, Welle od. dgl. i ist mehrfach zwischen den Lagerrollen 3 gelagert. Zur Aufnahme des Werkzeuges dient der Spindelkopf 2. Die Antriebsrollen 3 einer Lagerung sind mit konzentrisch zu diesen liegenden und fest verbundenen Führungsrollen 6 versehen, welche hinter einen Spindelbund 5 bzw. zwischen Spindelbunde 5 greifen und die Spindel i axial festlegen. Um das axiale Spiel einstellen zu können bzw. um den Anpreßdrutk zwischen Führungsrolle 6 und Spindelbund 5 bestimmen zu können, ist auf der Spindel i eine verschiebbare Hülse 7 angeordnet, welche mit ihrem Bund durch den Druck einer Feder 8 gegen die Führungsrolle 6 gedrückt wird. Das Gegenlager der Feder 8 wird durch einen in die Spindel i eingelassenen Sprengring 9 gebildet. Damit bei den hoen Drehzahlen ein Aufgehen der Feder 8 und des- Sprengringes 9 vermieden wird, ist über beide eine Buchse Io geschoben. Die Feder 8 kann nach Fig. 2 und 3 .ebenso aus Tellerfedern oder anderen geeigneten Federelementen hergestellt werden. Tellerfedern biegen sich nicht so leicht durch die Zentrifugalkräfte auf. Die Büchse Io braucht daher nach Fig. 2 und 3 lediglich den Sprengring 9 vor dem Aufbiegen zu schützen.
Die Verbindung zwischen Spindelkopf 2, sofern dieser aus Stahl hergestellt ist, und Spindel I erfolgt nach Fig. 4 durch Schrumpfen. Zu diesem Zweck ist die Bohrung des Spindelkopfes 2 im Durchmesser um einige hundertstel Millimeter kleiner auszuführen als der Durchmesser des Zapfens der Spindel i. Fig. 5 zeigt eine Preßverbindung zwischen Hartmetallspindel i und Stahlspindelkopf 2. Hierbei ist der Zapfen wie die Bohrung beider Teile zylindrisch oder sehr schwach kegelig ausgebildet. Beide Teile werden unter Berücksichtigung einer Preßpassung sowie eines bestimmten Preßdruckes ineinandergepreßt. Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen Verbindungen zwischen Hartmetallspindel I und Stahlspindelkopf 2 durch Hartlöten. Das Spindelende, das mit dem Spindelkopf 2 hartgelötet wird, sowie die Bohrung des Spindelkopfes sind den Zeichnungen entsprechend zylindrisch, konisch oder konisch mit angesetztem Zylinder ausgebildet.
Die Führungsrollen 6 können naturgemäß gesondert hergestellt und durch geeignete Verbindungen fest mit den Lagerrollen 3 verbunden werden. Die Führungsrollen 6 und die Hülse 7 sollen ebenso wie die Spindel r aus. Hartmetall bestehen:.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schwingungsfreie Lagerung und Antrieb einer Welle, Spindel, Achse. u. dgl. für 'hohe Drehzahlen, welche zwischen Rollen gelagert und von diesen Rollen angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle, Spindel, Achse (i) od. dgl. drei- und mehrfach gelagert und angetnieben ist.
2. Lagerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der-Lager-und Antriebsrollen (3) einer Lagerung zur Aufnahme des beidseitigen Axi.al&uckes der Spindel (i) usw. mit einer oder mehreren konzentrisch zu den Lagerrollen (3) liegenden und mit diesen fest verbundenen. Führungsrollen (6) versehen sind, die vor oder hinter einen Spindelbund (.5) bzw. zwischen zwei öder mehrere Spindelbunde (5) greifen.
3. Lagerung nach Anspruch i. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen - Führungsrollen (6) und Spindelbunde (5) bzw. der Anpreßdruck zwischen beiden durch den Bund einer auf der Spindel (I) liegenden, axial verschiebbaren. Hülse (7) eingestellt bzw. erzeugt wird.
4. Lagerung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Hülse (7) unter dem axialen Druck einer Feder (8) steht, deren Gegenlager durch einen in die Spindel (I) eingelassenen Spannring (9) gebildet wird.
5. Lagerung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB eine den Spannring (9) und die Feder (8) bedeckende Buchse (Io) die ersten vor dem Aufbringen bzw. Herausschleudern durch Zentrifugalkräfte schützt.
6. Lagerung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (I) und die Hülse (7) aus Hartmetall bestehen.
7. Lagerung nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelkopf (2) aus Stahl besteht. B. Lagerung nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB Spindelkopf (2) und Spindel (i) durch Schrumpfen, Pressen oder Hartlöten miteinander verbunden sind. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 492 568, 909 673; schweizerische Patentschrift Nr. 246 o64.