EP1424162A1 - Bearbeitungsmaschine und Loslageranordnung hierzu - Google Patents

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EP1424162A1
EP1424162A1 EP03021427A EP03021427A EP1424162A1 EP 1424162 A1 EP1424162 A1 EP 1424162A1 EP 03021427 A EP03021427 A EP 03021427A EP 03021427 A EP03021427 A EP 03021427A EP 1424162 A1 EP1424162 A1 EP 1424162A1
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EP
European Patent Office
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bearing
rolling
machine frame
coupled
rolling bearing
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EP03021427A
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English (en)
French (fr)
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Jürgen Dipl.-Ing. Heesemann
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Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/007—Weight compensation; Temperature compensation; Vibration damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto

Definitions

  • the invention relates to a processing machine with a machine frame and a relative thereto via a drive shaft movably arranged processing element, wherein the drive shaft with a floating bearing assembly to the Machine frame and the processing element is coupled.
  • the invention further relates to a floating bearing arrangement with a first rolling bearing and a second rolling bearing, in particular for use in such Processing machine and a method for storing a rotatably driven Shaft with such a floating bearing assembly.
  • a drivable for vibration pressure element for pressing abrasives onto a workpiece with drive shafts worn on a machine frame is a drivable for vibration pressure element for pressing abrasives onto a workpiece with drive shafts worn on a machine frame.
  • the pressure element and the machine frame extend in a longitudinal direction transverse to the conveying direction of to be machined workpiece. Due to the heating occurring during processing the processing element expands, i. H. the pressure element, and the Machine frame different. This effect is partly still by it reinforced that, for example, in grinding machines, the pressure element for Weight saving made of aluminum and the machine frame made of steel is.
  • Such a grinding machine is described for example in EP 0 543 947 B1 disclosed.
  • the processing element is rotatable by means of linear bearings to the processing element and the machine frame attached. Due to the heat-related Length expansions of the machine frame and the processing element There are relatively large loads of linear bearings in the longitudinal direction of the machining element and the machine frame.
  • the object of the invention was therefore an improved processing machine as well as to create a movable bearing to intercept the loads of the floating bearing and destruction of the floating bearing is avoided.
  • the object is achieved by the generic processing machine according to the invention achieved in that the floating bearing assembly at least two together coupled rolling bearing with a first roller bearing coupled to the drive shaft and a arranged on the machine frame second rolling bearing and a common connecting bearing shell, wherein the connecting bearing shell the rolling elements of the coupled first and second bearings carries and is rotatable and / or reciprocally driven, that the rolling elements are kept in motion.
  • the object is further characterized by the generic Losiageran eleven solved that the first and second bearings a common joint bearing shell have the rolling elements of the first and second bearings carries and is rotatable and / or reciprocally driven, which is the Rolling elements are kept in motion.
  • the processing machine is preferably a grinding machine with a elongated pressure element for abrasive as a processing element. It will the pressure element with preferably two drive shafts on the machine frame carried.
  • the drive shafts are in the longitudinal direction of the Anyakelements spaced apart.
  • the longitudinal direction of the pressure element also sets the main stretch direction.
  • At least one of the drive shafts is with the floating bearing assembly according to the invention to the machine frame coupled. In this way, one of the drive shafts in the longitudinal direction fixed and the other drive shaft loosely mounted in the longitudinal direction and a longitudinal extension of the pressure element and / or the machine frame is balanced.
  • the drive shaft on a support and rotatably mounted the machining element, wherein the first rolling bearing with the Carrier and the second rolling bearing is connected to the machine frame.
  • the Rolling bearings are designed as linear bearings.
  • To a shift of the carrier relative to the machine frame in the main expansion direction one in the main expansion direction reciprocable or preferably in a preferred direction rotatable connection axis as a connecting bearing shell provided which extends through the bearings and these coupled together.
  • the rolling elements of the bearings are due to the reciprocation or rotation of the connecting shaft permanently kept in motion and lubricated.
  • the carrier is preferably acting in the main expansion direction Spring elements coupled to the machine frame. This way will be next the frictional engagement in the main expansion direction between the connection axis and the rolling bearings another adhesion between the carrier and machine frame causes.
  • two are parallel to one another in the longitudinal direction of the Pressure element extending connecting axes provided, each with a linear bearing on the support in the longitudinal direction of the connecting axes hinund are arranged movable.
  • the connection axes On both sides of the linear bearing are the connection axes to the each with a linear bearing in the longitudinal direction and movably arranged on the machine frame. In this way, the Carrier fixed and movable only in the main expansion direction on the machine frame stored.
  • the at least one drive shaft can be designed as an eccentric, so that a swinging movement of the processing element, for example the Pressure element of a grinding machine is effected when the drive shafts be driven in rotation.
  • the carrier with pressure elements in Axial direction of the drive shafts are biased to the machine frame, so that pressing forces are impressed on the carrier.
  • the at least one drive shaft is, for example, via a toothed belt drive driven, which should be biased with a jig to to realize a certain clearance balance.
  • the rolling bearings can be centered about a common axis be arranged linear bearing.
  • the outer ring of the first bearing is in this case enclosed by the inner ring of the second rolling bearing, wherein the outer ring form the connecting bearing shell with the inner ring.
  • the axis of the first Rolling can also easily around the axis of the second rolling bearing be offset to effect an eccentricity of the rotation. By rotation, in particular alternating right-left rotation of the connecting bearing shell can flatten the rolling elements due to loads across the bearing axis be prevented.
  • the rolling bearings are designed as linear bearings and with a reciprocating in the Lagerachsplatz extending Connecting axle coupled as a driven connecting bearing shell with each other.
  • first rolling bearing is provided in each case a second and third roller bearings.
  • the first rolling bearing can here with the machine frame and the second and third Rolling be connected to the carrier, or vice versa.
  • connection axes parallel are arranged from each other, wherein the connecting axes respectively first, second and third bearing.
  • FIG. 1 shows a processing machine 1 in the embodiment of FIG Grinding machine with a longitudinally extending L machine frame 2, which is designed as a steel beam recognize.
  • a processing element 3 is arranged, which is a pressure element made of aluminum for abrasives, which is based on a machined and not shown workpiece is pressed.
  • the editing element is with two eccentric drive shafts 4 and 5 held on the machine frame 2.
  • the drive shafts 4 and 5 are spaced apart in the longitudinal direction L. arranged and each rotatable with a bearing 6a, 6b on the processing element 3 attached.
  • the drive shafts 4 and 5 are driven by a toothed belt drive 7.
  • the toothed belt drive 7 has a drive motor 8 and in each case a toothed belt 9a, 9b, extending from a toothed belt pulley 10 on the shaft of the drive motor 8 to a toothed belt pulley 11a, 11b of the respectively associated Drive shaft 4, 5 extends.
  • the drive shaft 4 shown on the left in Figure 1 is a fixed bearing with a forming bearing assembly 12 fixed to the machine frame 2 rotatably coupled.
  • the drive shaft 5 shown on the right in Figure 2, however, is with a floating bearing assembly 13 supported by the machine frame 2.
  • the movable bearing assembly 13 is displaceable substantially in the longitudinal direction L, also the main expansion direction during operation of the processing machine. 1 is.
  • the processing element heats up 3 and possibly the machine frame 2, in particular due to the different material and design as well as the different Heating an expansion movement between the processing element. 3 and machine frame 2 occurs, the load on the bearing assembly of the drive shaft 5 caused in the longitudinal direction L.
  • the stored drive shaft 5 is rotatably mounted on a carrier 14.
  • This Carrier 14 is in turn with rolling elements in the longitudinal direction L on a conductive Joint axis 15 mounted, which is also in the longitudinal direction L, d. H. of the Main expansion direction, extends.
  • the first and second rolling bearings 16a, 16b are designed as Linear_Wälzlager whose outer ring firmly connected to the machine frame 2.
  • the carrier 14 with the integrated therein first rolling bearing thus forms together with the connecting shaft 15 and the first and second rolling bearings 16a and 16b a displaceable in the longitudinal direction L floating bearing for the drive shaft. 5
  • connection axis 15 is connected to a lifting motor 17, for example via a Eccentric shaft coupled so that the connecting axis 15 a reciprocating motion in the longitudinal direction L.
  • This will be a permanent movement the rolling elements and a permanent lubrication of the first, second and third bearings ensured. In this way, loads that can act on the floating bearing 13, intercepted and destruction of the floating bearing 13th be avoided.
  • the carrier 14 is also coupled via a spring arrangement 18, so that in addition the frictional connection by the first, second and third bearings another adhesion is ensured and forces of the belt 9b are collected.
  • FIG. 2 shows the detail of the processing machine shown in FIG. 1 as a circle 1 in the rotated by 180 ° view. It will clearly that at both ends of the cylindrical support 7 in each case a first Rolling 19a, 19b is provided in the form of a linear roller bearing whose Rolling elements are supported by the connecting shaft 15. On both sides of the carrier are then on the connecting axis 15, the second and third bearings 16 a, 16b also arranged in the form of a linear roller bearing.
  • the connecting shaft 15 forms a connecting bearing shell for the rolling elements of the first, second and third roller bearings 19a, 19b, 16a, 16b.
  • the connecting shaft 15 is rotated by the lifting motor 17 upon rotation of an eccentric shaft 20 back and forth in the longitudinal direction L, wherein the longitudinal direction L the main expansion direction of the processing machine 1 or to be compensated Strain direction is.
  • the spring element 18, in the longitudinal direction L causes a coupling of the carrier 7 with the machine frame 2 and Traction forces of the timing belt 9b traps.
  • FIG. 3 shows the bearing arrangement 13 from FIG. 2 in plan view. It becomes clear that two connection axes 15a, 15b are parallel to each other are arranged, wherein the connecting axes 15a, 15b in the longitudinal direction L extend.
  • the carrier 7 is for the connection axes 15a, 15b respectively a first rolling bearing 19a, 19b installed, the connecting axis 15a, 15b radially surround each with rolling elements.
  • the second and third roller bearings 16a, 16b provided, which are screwed firmly to the machine frame 2.
  • connection axes 15a, 15b are common via the lifting motor 17th driven and offset in a reciprocating motion in the longitudinal direction L.
  • FIG. 4 shows another embodiment of a movable bearing arrangement 21, in which a second roller bearing 22 in the form of a linear roller bearing with his Outer ring 23 is firmly attached to a support 7. Easy around the bearing axis offset from the second rolling bearing 22, a first rolling bearing 24 is installed. Of the Inner ring 25 of the second rolling bearing 22 cooperates with the outer ring 26 of the first Rolling 24 together. The drive shaft 5 is in turn connected to the inner ring 27 of the first rolling bearing 24 coupled.
  • each rolling elements 27 provided in a known manner.
  • Die Connecting bearing shell is driven and in this case preferably continuously turned back and forth in right and left direction. This will ensure that the rolling elements 27 are constantly moved and permanently lubricated become. Loads across the bearing axis are compensated in this way, without destroying the bearing assembly 21 under such loads.

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Abstract

Bei einer Bearbeitungsmaschine (1) mit einem Maschinenrahmen (2) und einem relativ hierzu über eine Antriebswelle (5) beweglich angeordnetem Bearbeitungselement (3), wobei die Antriebswelle (5) mit einer Loslageranordnung (13) an dem Maschinenrahmen (2) und das Bearbeitungselement (3) gekoppelt ist, hat die Loslageranordnung (13) mindestens zwei miteinander gekoppelte Wälzlager (16, 19, 22, 24) mit einem mit der Antriebswelle (5) gekoppelten ersten Wälzlager (19, 24) und einem an dem Maschinenrahmen (2) angeordneten zweiten Wälzlager (16, 22) und einer gemeinsamen Verbindungslagerschale (15, 25, 26), wobei die Verbindungslagerschale (15, 25, 26) die Wälzkörper (27) der miteinander gekoppelten ersten und zweiten Wälzlager (16, 19, 22, 24) trägt und angetrieben ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine mit einem Maschinenrahmen und einem relativ hierzu über eine Antriebswelle beweglich angeordneten Bearbeitungselement, wobei die Antriebswelle mit einer Loslageranordnung an den Maschinenrahmen und das Bearbeitungselement gekoppelt ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Loslageranordnung mit einem ersten Wälzlager und einem zweiten Wälzlager insbesondere für den Einsatz in einer solchen Bearbeitungsmaschine sowie ein Verfahren zum Lagern einer rotierbar angetriebenen Welle mit einer solchen Loslageranordnung.
Beispielsweise bei Schleifmaschinen wird ein zur Schwingung antreibbares Andruckelement zum Andrücken von Schleifmittel auf ein Werkstück mit Antriebswellen an einem Maschinenrahmen getragen. Das Andruckelement und der Maschinenrahmen erstrecken sich in eine Längsrichtung quer zur Förderrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks. Durch die bei der Bearbeitung auftretende Erwärmung dehnen sich das Bearbeitungselement, d. h. das Andruckelement, und der Maschinenrahmen unterschiedlich aus. Dieser Effekt wird teilweise noch dadurch verstärkt, dass beispielsweise bei Schleifmaschinen das Andruckelement zur Gewichtseinsparung aus Aluminium und der Maschinenrahmen aus Stahl gefertigt ist. Eine derartige Schleifmaschine ist beispielsweise in der EP 0 543 947 B1 offenbart.
Das Bearbeitungselement wird mittels Linear-Wälzlagern rotierbar an das Bearbeitungselement und den Maschinenrahmen angebracht. Aufgrund der wärmebedingten Längenausdehnungen des Maschinenrahmens und des Bearbeitungselementes kommt es zu relativ großen Belastungen der Linearwälzlager in Längsrichtung des Bearbeitungselementes und des Maschinenrahmens.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine verbesserte Verarbeitungsmaschine sowie ein Loslager hierzu zu schaffen, bei der Belastungen des Loslagers abgefangen und eine Zerstörung des Loslagers vermieden wird.
Die Aufgabe wird durch die gattungsgemäße Bearbeitungsmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Loslageranordnung mindestens zwei miteinander gekoppelte Wälzlager mit einem mit der Antriebswelle gekoppelten ersten Wälzlager und einem an den Maschinenrahmen angeordneten zweiten Wälzlager und einer gemeinsamen Verbindungslagerschale hat, wobei die Verbindungslagerschale die Wälzkörper der miteinander gekoppelten ersten und zweiten Wälzlager trägt und derart rotierbar und/oder hin- und herbewegbar angetrieben ist, dass die Wälzkörper in Bewegung gehalten werden.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die gattungsgemäße Losiageranordnung dadurch gelöst, dass das erste und zweite Wälzlager eine gemeinsame Verbindungslagerschale haben, die die Wälzkörper der ersten und zweiten Wälzlager trägt und derart rotierbar und/oder hin- und herbewegbar angetrieben ist, das die Wälzkörper in Bewegung gehalten werden.
Durch die gemeinsame Verbindungslagerschale und das Antreiben derselben wird permanent dafür gesorgt, dass die Wälzkörper kontinuierlich bewegt werden und dadurch eine permanente Schmierung gewährleistet ist. Zudem werden die Wälzkörper ständig an unterschiedlichen Punkten belastet, so dass ein Abplatten der Wälzkörper verhindert wird.
Eine vorzeitige Zerstörung der Wälzlager durch Kräfte, insbesondere in eine Hauptdehnungsrichtung quer zur Lagerachse, wird auf diese Weise verhindert.
Die Bearbeitungsmaschine ist vorzugsweise eine Schleifmaschine mit einem länglichen Andruckelement für Schleifmittel als Bearbeitungselement. Dabei wird das Andruckelement mit vorzugsweise zwei Antriebswellen an dem Maschinenrahmen getragen. Die Antriebswellen sind hierbei in Längsrichtung des Andruckelements voneinander beabstandet. Die Längsrichtung des Andruckelements legt auch die Hauptdehnungsrichtung fest. Mindestens eine der Antriebswellen ist mit der erfindungsgemäßen Loslageranordnung an den Maschinenrahmen gekoppelt. Auf diese Weise wird eine der Antriebswellen in Längsrichtung fest und die andere Antriebswelle in Längsrichtung lose gelagert und eine Längenausdehnung des Andruckelements und/oder des Maschinenrahmens wird ausgeglichen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Antriebswelle an einem Träger und dem Bearbeitungselement rotierbar gelagert, wobei das erste Wälzlager mit dem Träger und das zweite Wälzlager mit dem Maschinenrahmen verbunden ist. Die Wälzlager sind als Linearlager ausgeführt. Um eine Verschiebung des Trägers relativ zum Maschinenrahmen in der Hauptdehnungsrichtung zu ermöglichen, ist eine in der Hauptdehnungsrichtung hin- und herbewegbare oder vorzugsweise in eine Vorzugsrichtung drehbare Verbindungsachse als Verbindungslagerschale vorgesehen, die sich durch die Wälzlager erstreckt und diese miteinander koppelt. Die Wälzkörper der Wälzlager werden aufgrund der Hin- und Herbewegung oder Drehung der Verbindungsachse permanent in Bewegung gehalten und geschmiert.
Der Träger ist dabei vorzugsweise mit in die Hauptdehnungsrichtung wirkenden Federelementen mit dem Maschinenrahmen gekoppelt. Auf diese Weise wird neben dem Reibschluss in Hauptdehnungsrichtung zwischen der Verbindungsachse und den Wälzlagern ein weiterer Kraftschluss zwischen Träger und Maschinenrahmen bewirkt.
Vorzugsweise sind zwei sich parallel voneinander in Längsrichtung des Andruckelementes erstreckende Verbindungsachsen vorgesehen, die jeweils mit einem Linearlager an dem Träger in Längsrichtung der Verbindungsachsen hinund herbewegbar angeordnet sind. Beidseits des Linearlagers sind die Verbindungsachsen zu dem jeweils mit einem Linearlager in Längsrichtung hin- und herbewegbar an dem Maschinenrahmen angeordnet. Auf diese Weise wird der Träger fest und lediglich in Hauptdehnungsrichtung beweglich an dem Maschinenrahmen gelagert.
Die mindestens eine Antriebswelle kann als Exzenter ausgeführt sein, so dass eine schwingende Bewegung des Bearbeitungselementes, beispielsweise des Andruckelementes einer Schleifmaschine bewirkt wird, wenn die Antriebswellen rotierend angetrieben werden.
Zur Kompensation von Spiei in den Führungen der Wäiziager bezogen auf die Verbindungsachse ist es vorteilhaft, wenn der Träger mit Andruckelementen in Achsrichtung der Antriebswellen an dem Maschinenrahmen vorgespannt sind, so dass Andruckkräfte auf den Träger aufgeprägt sind.
Die mindestens eine Antriebswelle wird beispielsweise über einen Zahnriemenantrieb angetrieben, der mit einer Spannvorrichtung vorgespannt sein sollte, um einen gewissen Spielausgleich zu realisieren.
Entsprechend ist es bei einer für eine solche Bearbeitungsmaschine vorgesehenen Loslageranordnung vorteilhaft, wenn die Verbindungslagerschale mit einer Antriebsvorrichtung hin- und herbewegbar oder drehbar angetrieben ist, so dass eine permanente Bewegung und Schmierung der Wälzkörper sichergestellt ist.
In einer Ausführungsform können die Wälzlager um eine gemeinsame Achse zentrisch angeordneter Linearlager sein. Der Außenring des ersten Wälzlagers wird hierbei von dem Innenring des zweiten Wälzlagers umschlossen, wobei der Auβenring mit dem Innenring die Verbindungslagerschale bilden. Die Achse des ersten Wälzlagers kann dabei auch um die Achse des zweiten Wälzlagers leicht versetzt sein, um eine Exzentrizität der Rotation zu bewirken. Durch Rotation, insbesondere abwechselnder Rechts-Links-Rotation der Verbindungslagerschale können Abplattungen der Wälzkörper aufgrund von Belastungen quer zur Lagerachse verhindert werden.
In einer anderen Ausführungsform sind die Wälzlager als Linearlager ausgeführt und mit einer sich in die Lagerachsrichtung erstreckende hin- und herbewegbare Verbindungsachse als angetriebene Verbindungslagerschale miteinander gekoppelt. Bei dieser Ausführungsform werden Belastungen des Loslagers in Richtung der Erstreckungsrichtung der Verbindungsachse ausgeglichen.
Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn beidseits des auf der Verbindungsachse in Achsrichtung der Verbindungsachse gleitend angeordneten ersten Wälzlagers jeweils ein zweites und drittes Wälzlager vorgesehen ist. Das erste Wälzlager kann hierbei mit dem Maschinenrahmen und das zweite und dritte Wälzlager mit dem Träger verbunden werden, oder umgekehrt.
Wiederum ist es vorteilhaft, wenn mindestens zwei Verbindungsachsen parallel voneinander angeordnet sind, wobei die Verbindungsachsen jeweils erste, zweite und dritte Wälzlager tragen. Hierdurch wird eine Loslageranordnung geschaffen, mit der ein an den ersten Wälzlagern angebrachter Träger kippfest mit einem an den zweiten und dritten Wälzlagern angebrachten Maschinenrahmen angebracht werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 -
Schnittansicht eines Schwingschleifers mit einem Maschinenrahmen und einem von dem Maschinenrahmen über zwei Antriebswellen getragenen Andruckelement, wobei eine Antriebswelle mit einer erfindungsgemäßen Loslageranordnung gelagert ist;
Figur 2 -
Detail-Schnittansicht eines Ausschnitts der Bearbeitungsmaschine aus Figur 1 mit der erfindungsgemäßen Loslageranordnung;
Figur 3 -
Draufsicht auf die Loslageranordnung aus Figur 2;
Figur 4 -
Aufsicht auf eine Loslageranordnung mit zwei um eine gemeinsame Achse zentrisch angeordneten Linear-Wälzlagern mit erfindungsgemäßer gemeinsamer angetriebener Verbindungslagerschale.
Die Figur 1 lässt eine Bearbeitungsmaschine 1 in der Ausführungsform einer Schleifmaschine mit einem sich in Längsrichtung L erstreckenden Maschinenrahmen 2, der als Stahlträger ausgeführt ist, erkennen. Unterhalb des Maschinenrahmens 2 ist ein Bearbeitungselement 3 angeordnet, der ein Andruckelement aus Aluminium für Schleifmittel bildet, das auf ein zu bearbeitendes und nicht dargestelltes Werkstück gedrückt wird. Das Bearbeitungselement wird mit zwei exzentrischen Antriebswellen 4 und 5 an dem Maschinenrahmen 2 gehalten. Die Antriebswellen 4 und 5 sind in Längsrichtung L voneinander beabstandet angeordnet und jeweils mit einem Lager 6a, 6b rotierbar an dem Bearbeitungselement 3 angebracht.
Die Antriebswellen 4 und 5 werden durch einen Zahnriemenantrieb 7 angetrieben. Der Zahnriemenantrieb 7 hat einen Antriebsmotor 8 und jeweils einen Zahnriemen 9a, 9b, der sich von einer Zahnriemenscheibe 10 auf der Welle des Antriebsmotors 8 zu einer Zahnriemenscheibe 11a, 11b der jeweils zugeordneten Antriebswelle 4, 5 erstreckt.
Die in der Figur 1 links dargestellte Antriebswelle 4 ist mit einer ein Festlager bildenden Lageranordnung 12 fest mit dem Maschinenrahmen 2 rotierbar gekoppelt.
Die in der Figur 2 rechts dargestellte Antriebswelle 5 ist hingegen mit einer Loslageranordnung 13 von dem Maschinenrahmen 2 getragen.
Die Loslageranordnung 13 ist im Wesentlichen in Längsrichtung L verschieblich, die auch die Hauptdehnungsrichtung beim Betrieb der Bearbeitungsmaschine 1 ist. Beispielsweise während des Schleifvorgangs erwärmt sich nämlich das Bearbeitungselement 3 und ggf. der Maschinenrahmen 2, wobei insbesondere aufgrund des unterschiedlichen Materials und Ausgestaltung sowie der unterschiedlichen Erwärmung eine Dehnungsbewegung zwischen Bearbeitungselement 3 und Maschinenrahmen 2 auftritt, die eine Belastung der Lageranordnung der Antriebswelle 5 in Längsrichtung L verursacht.
Mit Hilfe einer Spannvorrichtung S wird bei der in Längsrichtung L verschieblichen Lagerung der Antriebswelle 5 sichergestellt, dass der Zahnriemen 9b gespannt ist.
Die losgelagerte Antriebswelle 5 ist rotierbar an einem Träger 14 montiert. Dieser Träger 14 ist seinerseits mit Wälzkörpern in Längsrichtung L leitend auf einer Verbindungsachse 15 gelagert, die sich ebenfalls in Längsrichtung L, d. h. der Hauptdehnungsrichtung, erstreckt. Beidseits des Trägers 14, der mit der Verbindungsachse 15 das erste Wälzlager bildet, ist jeweils ein zweites und drittes Wälzlager 16a, 16b auf der Verbindungsachse 15 vorgesehen. Das erste und zweite Wälzlager 16a, 16b sind als Linear_Wälzlager ausgeführt, deren Außenring fest mit dem Maschinenrahmen 2 verbunden ist.
Der Träger 14 mit dem darin integrierten ersten Wälzlager bildet somit zusammen mit der Verbindungsachse 15 und den ersten und zweiten Wälzlagern 16a und 16b ein in Längsrichtung L verschiebliches Loslager für die Antriebswelle 5.
Die Verbindungsachse 15 ist mit einen Hubmotor 17 beispielsweise über eine Exzenterwelle so gekoppelt, dass die Verbindungsachse 15 eine Hin- und Herbewegung in Längsrichtung L ausführt. Hierdurch wird eine permanente Bewegung der Wälzkörper sowie eine permanente Schmierung der ersten, zweiten und dritten Wälzlager sichergestellt. Auf diese Weise können Belastungen, die auf das Loslager 13 wirken, abgefangen und eine Zerstörung des Loslagers 13 vermieden werden.
Der Träger 14 ist zudem über eine Federanordnung 18 gekoppelt, so dass neben dem Reibschluss durch das erste, zweite und dritte Wälzlager ein weiterer Kraftschluss sichergestellt wird und Kräfte des Zahnriemens 9b aufgefangen werden.
Die Figur 2 lässt den in der Figur 1 als Kreis dargestellten Ausschnitt der Bearbeitungsmaschine 1 in der um 180° gedrehten Ansicht erkennen. Dabei wird deutlich, dass an beiden Enden des zylinderförmigen Trägers 7 jeweils ein erstes Wälzlager 19a, 19b in Form eines Linear-Wälzlagers vorgesehen ist, dessen Wälzkörper von der Verbindungsachse 15 getragen sind. Beidseits des Trägers sind dann auf der Verbindungsachse 15 das zweite und dritte Wälzlager 16a, 16b ebenfalls in Form eines Linear-Wälzlagers angeordnet.
Die Verbindungsachse 15 bildet eine Verbindungslagerschale für die Wälzkörper des ersten, zweiten und dritten Wälzlagers 19a, 19b, 16a, 16b.
Die Verbindungsachse 15 ist durch den Hubmotor 17 bei Rotation einer Exzenterwelle 20 in Längsrichtung L hin- und herbewegbar, wobei die Längsrichtung L die Hauptdehnungsrichtung der Bearbeitungsmaschine 1 bzw. die zu kompensierende Dehnungsrichtung ist.
Es ist ferner aus der Figur 2 das Federelement 18 erkennbar, das in Längsrichtung L eine Kopplung des Trägers 7 mit dem Maschinenrahmen 2 bewirkt und Zugkräfte des Zahnriemens 9b auffängt.
Die Figur 3 lässt die Lageranordnung 13 aus der Figur 2 in der Draufsicht erkennen. Es wird deutlich, dass zwei Verbindungsachsen 15a, 15b parallel voneinander angeordnet sind, wobei sich die Verbindungsachsen 15a, 15b in Längsrichtung L erstrecken. In dem Träger 7 ist für die Verbindungsachsen 15a, 15b jeweils ein erstes Wälzlager 19a, 19b eingebaut, die die Verbindungsachse 15a, 15b mit Wälzkörpern jeweils radial umschließen. Beidseits des Trägers 7 ist auf jeder der Verbindungsachsen 15a, 1 5b das zweite und dritte Wälzlager 16a, 16b vorgesehen, die fest an den Maschinenrahmen 2 geschraubt werden. Durch diese parallele Anordnung zweier Verbindungsachsen 15a, 15b mit zugeordneten ersten und zweiten Wälzlagern 16a, 16b, 19a, 19b wird das Bearbeitungselement 3 kippfest an dem Maschinenelement 2 getragen.
Die Verbindungsachsen 15a, 15b werden gemeinsame über den Hubmotor 17 angetrieben und in eine Hin- und Herbewegung in Längsrichtung L versetzt.
Die Figur 4 lässt eine andere Ausführungsform einer Loslageranordnung 21 erkennen, bei der ein zweites Wälzlager 22 in Form eines Linearwälzlagers mit seinem Außenring 23 fest an einen Träger 7 angebaut ist. Leicht um die Lagerachse des zweiten Wälzlagers 22 versetzt ist ein erstes Wälzlager 24 eingebaut. Der Innenring 25 des zweiten Wälzlagers 22 wirkt mit dem Außenring 26 des ersten Wälzlagers 24 zusammen. Die Antriebswelle 5 ist ihrerseits mit dem Innenring 27 des ersten Wälzlagers 24 gekoppelt.
Zwischen dem Innenring 25 und 23 des zweiten Wälzlagers 22 sowie dem Innenring 27 und dem Außenring 26 des ersten Wälzlagers 24 sind jeweils Wälzkörper 27 in bekannter Weise vorgesehen.
Der miteinander gekoppelte Außenring 26 des ersten Wälzlagers 24 und Innenring 25 des zweiten Wälzlagers 22 bilden zusammen eine Verbindungslagerschale für die Wälzkörper 27 des ersten und zweiten Wälzlagers 24, 22. Die Verbindungslagerschale wird angetrieben und hierbei vorzugsweise kontinuierlich in Rechts- und Linksrichtung hin- und hergedreht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Wälzkörper 27 ständig bewegt und permanent geschmiert werden. Belastungen quer zur Lagerachse werden auf diese Weise kompensiert, ohne dass die Lageranordnung 21 bei solchen Belastungen zerstört wird.

Claims (16)

  1. Bearbeitungsmaschine (1) mit einem Maschinenrahmen (2) und einem relativ hierzu über mindestens eine Antriebswelle (4, 5) beweglich angeordneten Bearbeitungselement (3), wobei eine Antriebswelle (5) mit einer Loslageranordnung (13, 21) an den Maschinenrahmen (2) und das Bearbeitungselement (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslageranordnung (13, 21) mindestens zwei miteinander gekoppelte Wälzlager (16, 19, 22, 24) mit einem mit der Antriebswelle (5) gekoppelten ersten Wälzlager (19, 24) und einem an den Maschinenrahmen (2) angeordneten zweiten Wälzlager (16, 22) und einer gemeinsamen Verbindungslagerschale hat, wobei die Verbindungslagerschale die Wälzkörper (27) der miteinander gekoppelten ersten und zweiten Wälzlager (19, 24, 16, 22) trägt und derart rotierbar und/oder hin- und herbewegbar angetrieben ist, dass die Wälzkörper (27) in Bewegung gehalten werden.
  2. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Schleifmaschine mit einem länglichen Andruckelement für Schleifmittel als Bearbeitungselement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement mit mindestens zwei in Längsrichtung (L) als Hauptdehnungsrichtung voneinander beabstandeten Antriebswellen (4, 5) von dem Maschinenrahmen (2) getragen wird, wobei mindestens eine der Antriebswellen (5) mit der Loslageranordnung (13, 21) an den Maschinenrahmen (2) gekoppelt ist.
  3. Bearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (5) an einem Träger (14) und dem Bearbeitungselement (3) rotierbar gelagert ist und das erste Wälzlager (19) mit dem Träger (14) und das zweite Wälzlager (16) mit dem Maschinenrahmen (2) verbunden ist, wobei die Wälzlager (16, 19) als Linearlager ausgeführt sind und mit einer sich in eine Hauptdehnungsrichtung (L) des Bearbeitungselementes (3) und/oder des Maschinenrahmens (2) erstreckenden hin- und herbewegbaren Verbindungsachse (15) als Verbindungslagerschale miteinander gekoppelt sind.
  4. Bearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) mit in die Hauptdehnungsrichtung (L) wirkenden Federelementen (18) mit dem Maschinenrahmen (2) gekoppelt ist.
  5. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeichnet durch zwei sich parallel voneinander in Längsrichtung (L) des Andruckelementes erstreckenden Verbindungsachsen (15a, 15b), die jeweils mit ersten Linear-Wälzlagern (19a, 19b) an dem Träger (14) in Längsrichtung (L) hin- und herbewegbar angeordnet sind und beidseits der ersten Wälzlager (19a, 19b) jeweils mit einem Linear-Wälzlager (16a, 16b) in Längsrichtung (L) hin- und herbewegbar an den Maschinenrahmen (2) angeordnet sind.
  6. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebswelle (5) als Exzenterwelle ausgeführt ist.
  7. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) mit Andruckelementen in Achsrichtung der Antriebswelle (5) an den Maschinenrahmen (2) vorgespannt ist.
  8. Bearbeitungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebswelle (4, 5) über mindestens einen Zahnriemenantrieb (7) angetrieben ist, wobei mindestens ein Zahnriemen (9b) des Zahnriemenantriebs (7) mit einer Spannvorrichtung (S) vorgespannt ist.
  9. Loslageranordnung (13, 21) mit einem ersten Wälzlager( 19, 24) und einem zweiten Wälzlager (16, 22), dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Wälzlager (19, 24, 16, 22) eine gemeinsame Verbindungslagerschale haben, die die Wälzkörper (27) der ersten und zweiten Wälzlager (19, 24, 16, 22) trägt und angetrieben ist.
  10. Loslageranordnung (13, 21) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslagerschale mit einer Antriebsvorrichtung hin- und herbewegbar oder drehbar angetrieben ist.
  11. Loslageranordnung (21) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (26) des ersten Wälzlagers (24) von dem Innenring (25) des zweiten Wälzlagers (22) umschlossen ist und der Außenring (26) mit dem Innenring (25) die Verbindungslagerschale bilden.
  12. Loslageranordnung (21) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (24) zu der Achse des zweiten Wälzlagers (22) versetzt angeordnet ist.
  13. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Wälzlager (16, 19) als Linear-Wellenlager ausgeführt sind und mit einer sich in die Lagerachsrichtung erstreckende hin- und herbewegbare Verbindungsachse (15) als angetriebene Verbindungslagerschale miteinander gekoppelt sind.
  14. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des auf der Verbindungsachse (15) in Achsrichtung der Verbindungsachse (15) gleitend angeordneten ersten Wälzlagers (19) jeweils ein zweites und drittes Wälzlager (16a, 16b) vorgesehen ist.
  15. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verbindungsachsen (1 5a, 15b) parallel voneinander angeordnet sind, wobei die Verbindungsachsen (1 5a, 15b) jeweils ein erstes, zweites und drittes Wälzlager (16a, 16b, 19) tragen.
  16. Verfahren zum Lagern einer rotierbar angetriebenen Welle mit einer Loslageranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch Antreiben der gemeinsamen Verbindungsschale des ersten und zweiten Wälzlagers ( 19, 24, 16, 22).
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