EP1424162B1 - Bearbeitungsmaschine und Loslageranordnung hierzu - Google Patents

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EP1424162B1
EP1424162B1 EP03021427A EP03021427A EP1424162B1 EP 1424162 B1 EP1424162 B1 EP 1424162B1 EP 03021427 A EP03021427 A EP 03021427A EP 03021427 A EP03021427 A EP 03021427A EP 1424162 B1 EP1424162 B1 EP 1424162B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
bearing
contact
machine frame
bearings
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03021427A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1424162A1 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Heesemann
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication of EP1424162B1 publication Critical patent/EP1424162B1/de
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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 is coupled with a floating bearing assembly to the machine frame and the processing element.
  • the invention further relates to a movable bearing arrangement with a first rolling bearing and a second rolling bearing, in particular for use in such a processing machine and a method for supporting a rotatably driven shaft with such a movable bearing assembly.
  • a vibratory drivable pressing element for pressing abrasive material is carried on a workpiece with drive shafts on a machine frame.
  • the pressure element and the machine frame extend in a longitudinal direction transversely to the conveying direction of the workpiece to be machined. Due to the heating occurring during processing
  • the machining element, ie the pressure element, and the machine frame expand differently. This effect is partially reinforced by the fact that, for example, in grinding machines, the pressure element for weight saving of aluminum and the machine frame is made of steel.
  • Such a grinding machine is for example in the EP 0 543 947 B1 respectively.
  • the machining element is rotatably attached to the machining element and the machine frame by means of linear roller bearings. Due to the heat-related linear expansion of the machine frame and the machining element, relatively large loads of the linear rolling bearings occur in the longitudinal direction of the machining element and of the machine frame.
  • a bearing assembly in which a needle bearing are arranged together with a ball bearing on a shaft and have a common connection bearing shell.
  • This connection bearing shell is provided as usual for fixed installation.
  • the object of the invention was to provide an improved processing machine and a movable bearing for this purpose, intercepted in the loads of the movable bearing and destruction of the movable bearing is avoided.
  • the floating bearing assembly at least two coupled bearings with a drive shaft coupled to the first roller bearing and arranged on the machine frame second roller bearing and a common Connecting bearing shell has, wherein the connecting bearing shell carries the rolling elements of the coupled first and second bearings and is rotatable and / or reciprocally driven so that the rolling elements are kept in motion.
  • first and second bearings have a common joint bearing shell, which is the rolling elements of the first and second bearings carries and is rotatable and / or reciprocally driven, the rolling elements are kept in motion.
  • the common connecting bearing shell and the driving of the same is permanently ensured that the rolling elements are moved continuously and thus a permanent lubrication is ensured.
  • the rolling elements are constantly loaded at different points, so that a Abplatten the rolling elements is prevented.
  • the processing machine is preferably a grinding machine with an elongated pressure element for abrasive as a processing element.
  • the pressure element is preferably carried with two drive shafts on the machine frame.
  • the drive shafts are in this case spaced apart in the longitudinal direction of the pressure element.
  • the longitudinal direction of the pressure element also determines the main expansion direction.
  • At least one of the drive shafts is coupled to the movable bearing assembly according to the invention to the machine frame. In this way, one of the drive shafts is fixed longitudinally and the other drive shaft is loosely mounted in the longitudinal direction and a longitudinal extent of the pressure element and / or the machine frame is compensated.
  • the drive shaft is rotatably mounted on a carrier and the processing element, wherein the first roller bearing is connected to the carrier and the second roller bearing to the machine frame.
  • the rolling bearings are designed as linear bearings.
  • one in the main expansion direction reciprocable or preferably in a preferred direction rotatable connection axis is provided as a connecting bearing shell, which extends through the rolling bearings and these coupled together.
  • the rolling elements of the rolling bearings are kept permanently in motion and lubricated due to the reciprocating motion or rotation of the connecting shaft.
  • the carrier is preferably coupled to the machine frame with spring elements acting in the main expansion direction. In this way, in addition to the frictional engagement in the main expansion direction between the connecting shaft and the rolling bearings, a further adhesion between the carrier and the machine frame is effected.
  • two mutually parallel in the longitudinal direction of the pressure element extending connecting axes are provided, which are each arranged with a linear bearing on the carrier in the longitudinal direction of the connecting axes back and forth.
  • the connecting axes are arranged in the longitudinal direction of the machine frame, which can be moved back and forth in each case with a linear bearing.
  • the carrier is mounted fixed and movable only in the main expansion direction on the machine frame.
  • the at least one drive shaft can be designed as an eccentric, so that a vibrating movement of the processing element, for example, the pressure element of a grinding machine is effected when the drive shafts are driven in rotation.
  • the carrier are biased with pressure elements in the axial direction of the drive shafts on the machine frame, so that pressure forces are impressed on the carrier.
  • the at least one drive shaft is driven for example via a toothed belt drive, which should be biased with a clamping device in order to realize a certain clearance compensation.
  • the rolling bearings can be about a common axis centrically arranged linear bearings.
  • the outer ring of the first roller bearing is in this case enclosed by the inner ring of the second rolling bearing, wherein the outer ring with the inner ring form the connecting bearing shell.
  • the axis of the first bearing can also be slightly offset about the axis of the second bearing to cause eccentricity of the rotation.
  • the rolling bearings are designed as linear bearings and coupled to one another in the Lagerachsplatz extending reciprocating connection axis as a driven connecting bearing shell.
  • loads of the movable bearing are compensated in the direction of the extension direction of the connecting axis.
  • a second and third rolling bearing is provided on both sides of the first rolling bearing slidably disposed on the connecting axis in the axial direction of the connecting axis.
  • the first rolling bearing can in this case be connected to the machine frame and the second and third rolling bearing with the carrier, or vice versa.
  • connection axes are arranged parallel to each other, wherein the connection axes each carry first, second and third roller bearings.
  • a movable bearing assembly is provided with which a mounted on the first bearings carrier kippfest can be attached to a mounted on the second and third bearings machine frame.
  • FIG. 1 shows a processing machine 1 in the embodiment of a grinding machine with a machine frame 2 extending in the longitudinal direction L, which is designed as a steel carrier.
  • a processing element 3 is arranged, which forms an aluminum pressure element for abrasive, which is pressed onto a workpiece to be machined and not shown.
  • the machining element is held on the machine frame 2 with two eccentric drive shafts 4 and 5.
  • the drive shafts 4 and 5 are arranged spaced apart from one another in the longitudinal direction L and are each rotatably mounted on the processing element 3 with a bearing 6a, 6b.
  • 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, which extends from a toothed belt pulley 10 on the shaft of the drive motor 8 to a toothed belt pulley 11a, 11b of the respective associated drive shaft 4, 5.
  • the drive shaft 4 shown on the left in Figure 1 is rotatably coupled with a bearing assembly forming a bearing assembly 12 fixed to the machine frame 2.
  • the drive shaft 5 shown on the right in Figure 2 is supported by a movable bearing assembly 13 of the machine frame 2.
  • the movable bearing assembly 13 is displaceable substantially in the longitudinal direction L, which is also the main expansion direction during operation of the processing machine 1.
  • L which is also the main expansion direction during operation of the processing machine 1.
  • the drive shaft 5 which is displaceable in the longitudinal direction L, ensures that the toothed belt 9b is tensioned.
  • the stored drive shaft 5 is rotatably mounted on a carrier 14.
  • This support 14 is in turn mounted with rolling elements in the longitudinal direction L conductive on a connecting axis 15, which also extends in the longitudinal direction L, ie the main expansion direction.
  • a second and third rolling bearing 16a, 16b is provided on the connecting shaft 15 in each case.
  • the first and second rolling bearings 16 a, 16 b are designed as a Linear_Wälzlager whose outer ring is fixedly connected to the machine frame 2.
  • the carrier 14 with the first rolling bearing integrated therein 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 movable bearing for the drive shaft. 5
  • the connecting shaft 15 is coupled to a lifting motor 17, for example, via an eccentric shaft so that the connecting shaft 15 performs a reciprocating motion in the longitudinal direction L.
  • a permanent movement of the rolling elements and a permanent lubrication of the first, second and third roller bearings is ensured. In this way, loads acting on the movable bearing 13, intercepted and destruction of the movable bearing 13 can be avoided.
  • the carrier 14 is also coupled via a spring arrangement 18, so that in addition to the frictional engagement of the first, second and third roller bearings, a further frictional connection is ensured and forces of the toothed belt 9b are collected.
  • FIG. 2 shows the section of the processing machine 1 shown as a circle in FIG. 1 in the view rotated through 180 °. It is clear that at both ends of the cylindrical support 14 in each case a first rolling bearing 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 14, the second and third roller bearings 16a, 16b are then also arranged in the form of a linear roller bearing on the connecting axis 15.
  • the connecting shaft 15 forms a connecting bearing shell for the rolling bodies of the first, second and third rolling bearing 19a, 19b, 16a, 16b.
  • the connecting shaft 15 can be moved back and forth by the lifting motor 17 during rotation of an eccentric shaft 20 in the longitudinal direction L, wherein the longitudinal direction L is the main expansion direction of the processing machine 1 or the direction of expansion to be compensated.
  • FIG. 3 shows the bearing arrangement 13 from FIG. 2 in plan view. It can be seen that two connecting shafts 15a, 15b are arranged parallel to each other, wherein the connecting shafts 15a, 15b extend in the longitudinal direction L.
  • a first rolling bearing 19a, 19b is respectively installed for the connecting axes 15a, 15b, which respectively radially surround the connecting shaft 15a, 15b with rolling elements.
  • the second and third bearings 16a, 16b are provided on each of the connecting shafts 15a, 15b, which are screwed firmly to the machine frame 2.
  • the connecting shafts 15a, 15b are driven in common via the lifting motor 17 and set in a reciprocating motion in the longitudinal direction L.
  • FIG. 4 shows another embodiment of a floating bearing arrangement 21 in which a second roller bearing 22 in the form of a linear roller bearing with its outer ring 23 is fixedly mounted on a carrier 7. Slightly offset about the bearing axis of the second rolling bearing 22, a first rolling bearing 24 is installed. 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 coupled to the inner ring 27 of the first rolling bearing 24.
  • each rolling elements 27 are provided in a known manner.
  • the mutually coupled outer ring 26 of the first roller bearing 24 and inner ring 25 of the second rolling bearing 22 together form a connecting bearing shell for the rolling elements 27 of the first and second rolling bearing 24, 22.
  • the connecting bearing shell is driven and in this case preferably continuously back and forth in the right and left direction and rotated , In this way it is ensured that the rolling elements 27 are constantly moved and permanently lubricated. Loads transverse to the bearing axis are compensated in this way, without the bearing assembly 21 is destroyed at such loads.

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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 bzw. U.S.-Patent 5,081,794 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.
  • Aus der GB 1,179,327 ist eine Lageranordnung bekannt, bei der ein Nadellager zusammen mit einem Kugellager auf einer Welle angeordnet sind und eine gemeinsame Verbindungslagerschale haben. Diese Verbindungslagerschale ist wie üblich zur Festmontage vorgesehen.
  • Auch aus der FR 826,012 und FR 515,367 sind Lageranordnungen bekannt, bei denen zwei oder mehr Wälzlager mit einer gemeinsamen Verbindungslagerschale gekoppelt sind.
  • Aufgabe der Erfindung war es, 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 Loslageranordnung 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 hin- und 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 Spiel in den Führungen der Wälzlager 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 Außenring 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 14 jeweils ein erstes Wälzlager 19a, 19b in Form eines Linear-Wälzlagers vorgesehen ist, dessen Wälzkörper von der Verbindungsachse 15 getragen sind. Beidseits des Trägers 14 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 14 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 14 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 14 ist auf jeder der Verbindungsachsen 15a, 15b 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 (15)

  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) und einer gemeinsamen Verbindungslagerschale für das erste und zweite Wälzlager (19, 24, 16, 22) haben, die die Wälzkörper (27) der ersten und zweiten Wälzlager (19, 24, 16, 22), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslagerschale mit einer Antriebsvorrichtung hin- und herbewegbar oder rotierbar angetrieben ist, so dass die Wälzkörper (27) in Bewegung gehalten werden.
  10. Loslageranordnung (21) nach Anspruch 9, 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.
  11. Loslageranordnung (21) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (24) zu der Achse des zweiten Wälzlagers (22) versetzt angeordnet ist.
  12. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 9, 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.
  13. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 12, 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.
  14. Loslageranordnung (13) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verbindungsachsen (15a, 15b) parallel voneinander angeordnet sind, wobei die Verbindungsachsen (15a, 15b) jeweils ein erstes, zweites und drittes Wälzlager (16a, 16b, 19) tragen.
  15. Verfahren zum Lagern einer rotierbar angetriebenen Welle mit einer Loslageranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch Antreiben der gemeinsamen Verbindungsschale des ersten und zweiten Wälzlagers (19, 24, 16, 22).
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