EP4766523A1 - System zur öl-luft-schmierung von wälzlagern einer antriebseinheit einer werkzeugmaschine - Google Patents

System zur öl-luft-schmierung von wälzlagern einer antriebseinheit einer werkzeugmaschine

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EP4766523A1
EP4766523A1 EP24776138.0A EP24776138A EP4766523A1 EP 4766523 A1 EP4766523 A1 EP 4766523A1 EP 24776138 A EP24776138 A EP 24776138A EP 4766523 A1 EP4766523 A1 EP 4766523A1
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EP
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lubrication
drive unit
unit
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data
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EP24776138.0A
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Jens FALKER
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Paul Mueller GmbH and Co KG Unternehmensbeteiligungen
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern (8, 9, 10, 11) einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine, aufweisend: ein Schmieraggregat (2) mit einer Aggregatsteuerung (3), einer Datenschnittstelle (4), einem Vorratstank (5) für Schmiermittel und Schmierstellenanschlüsse (6); Schmiermittelleitungen (7), welche sich von den Schmierstellenanschlüssen (6) zu den Wälzlagern (8, 9, 10, 11) erstrecken; eine der Antriebseinheit zugeordnete Speichereinheit (20, 21), in der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit gespeichert sind; und eine Datenverbindung (22) zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit an die Datenschnittstelle (4) des Schmieraggregats (2). Die Aggregatsteuerung (3) ist ausgebildet, die Schmierung der Wälzlager (8, 9, 10, 11) der Antriebseinheit basierend auf den Schmierparameterdaten der Antriebseinheit vorzunehmen.

Description

System zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein System zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine.
Als Stand der Technik ist seit langem bekannt, Antriebseinheiten von Werkzeugmaschinen (z.B. Motorspindeln) durch Wälzlager zu lagern. Auch ist es bekannt, diese Wälzlager während des Betriebs der Werkzeugmaschine mittels eines Schmieraggregats mit Schmiermittel (z.B. Öl-Luft-Gemisch) zu versorgen, um die Lebensdauer der Wälzlager zu erhöhen. Allerdings unterscheiden sich die optimale Schmiermittelmenge und die optimalen Schmierzeitpunkte je nach Art der Antriebseinheit und den Betriebsparametern voneinander.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Öl-Luft- Schmierung von Wälzlagern einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine anzubieten, welches eine individuell an die Antriebseinheit angepasste Schmierung von Wälzlagern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße System zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine weist ein Schmieraggregat, Schmiermittelleitungen und eine der Antriebseinheit zugeordnete Speichereinheit auf. Das Schmieraggregat weist eine Aggregatsteuerung, einer Datenschnittstelle, einem Vorratstank für Schmiermittel und Schmierstellenanschlüsse auf. Die Schmiermittelleitungen erstrecken sich von den Schmierstellenanschlüssen zu den Wälzlagern. In der der Antriebseinheit zugeordneten Speichereinheit sind Schmierparameterdaten der Antriebseinheit gespeichert. Ferner weist das System eine Datenverbindung zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit an die Datenschnittstelle des Schmieraggregats auf und die Aggregatsteuerung des Schmieraggregats ist ausgebildet, die Schmierung der Wälzlager der Antriebseinheit basierend auf den Schmierparameterdaten der Antriebseinheit vorzunehmen.
Auf diese Weise stehen dem Schmieraggregat der Werkzeugmaschine für jede Antriebseinheit individuelle Schmierparameterdaten zur Verfügung und die jeweilige Antriebseinheit kann durch das Schmieraggregat optimal geschmiert werden. Durch die Zuordnung der Speichereinheit zu der Antriebseinheit ist sichergestellt, dass die spindelindividuellen Schmierparameterdaten zuverlässig für die jeweilige Antriebseinheit zur Verfügung stehen und zugleich eine Fehlzuordnung zu einer anderen Antriebseinheit unterbunden wird.
Die Schmierparameterdaten der Antriebseinheit enthalten bevorzugt Angaben zu einer Betriebsart der Schmierung, insbesondere Angaben, ob ein Vorschmierbetrieb, ein Normalschmierbetrieb, ein Entlüftungsbetrieb oder ein Stand-By-Betrieb durchgeführt werden soll. Des Weiteren enthalten die Schmierparameterdaten der Antriebseinheit bevorzugt Angaben zu einem Schmierzyklus enthalten, insbesondere Angaben zum Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Schmierungen und zur Menge des zugeführten Schmiermittels pro Schmierung. Ergänzend können die Schmierparameterdaten der Antriebseinheit auch eine Kennung für die Antriebseinheit oder weitere Angaben über die Antriebseinheit, zum Beispiel in Form eines digitalen Typenschildes, enthalten. In allgemeiner Form ist die Speichereinheit der Antriebseinheit zugeordnet. Diese Zuordnung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Speichereinheit in das Spindelgehäuse der Antriebseinheit integriert oder in einem (separaten) Gehäuse an der Antriebseinheit angebracht ist. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, in denen die Speichereinheit in die Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine integriert oder als Cloud-Speichereinheit ausgebildet ist. Wichtig ist jedoch, dass eine eindeutige Zuordnung zu einer Antriebseinheit gegeben ist.
In die Datenverbindung zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Motorspindel wird die Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine zwischengeschalten. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Datenverbindung als bidirektionale Datenverbindung, insbesondere nach dem IO-Link-Standard. Auf diese Weise ist die Integration der Schmiersteuerung in die weitere Maschinensteuerung und eine Datenverarbeitung möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das System ferner eine Aktualisierungseinheit auf, die ausgebildet ist, die in der Speichereinheit gespeicherten Schmierparameterdaten der Antriebseinheit zu modifizieren. Dadurch ist es möglich, die optimalen Schmierparameter aktuell zu halten und an neue Erkenntnisse anzupassen. Die Aktualisierungseinheit kann zu diesem Zweck (z.B. durch Fernzugriff über ein Kommunikationsnetzwerk) auf die Speichereinheit zugreifen und die dort gespeicherten Schmierparameterdaten der Antriebseinheit durch aktuellere Schmierparameterdaten überschreiben.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnungsfigur weiter erläutert, wobei die Antriebseinheit der Werkzeugmaschine als Motorspindel ausgebildet ist. Fig. 1 zeigt schematisch ein System zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern einer Antriebseinheit - genauer einer Motorspindel - einer Werkzeugmaschine.
Das in Fig. 1 dargestellt System 1 ist in eine Werkzeugmaschine integriert und weist ein Schmieraggregat 2 zur Öl-Luft-Schmierung auf. Das Schmieraggregat 2 besitzt eine Aggregatsteuerung 3, eine Datenschnittstelle 4, einen Vorratstank 5 für Schmiermittel und mehrere Schmierstellenanschlüsse 6, von denen in Fig. 1 nur einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. An den Schmierstellenanschlüssen 6 sind Schmiermittelleitungen 7 angebracht. Diese Schmiermittelleitungen 7 erstrecken sich bis zu den jeweiligen Schmierstellen, also bis zu den Wälzlagern 8, 9 einer ersten Motorspindel 12 und zu den Wälzlagern 10, 11 einer zweiten Motorspindel 13. Die Wälzlager 8, 9, 10, 11 dienen der Lagerung der motorbetriebenen Spindeln 14, 15 in den Spindelgehäuse 16 der ersten Motorspindel 12 bzw. in dem Spindelgehäuse 17 der zweiten Motorspindel 13.
An dem Spindelgehäuse 16 der ersten Motorspindel 12 ist ein Speichergehäuse 18 angeflanscht. In dem Speichergehäuse 18 befindet sich eine erste Speichereinheit 20. In dieser ersten Speichereinheit 20 sind Schmierparameterdaten der ersten Motorspindel 12 gespeichert. An dem Spindelgehäuse 17 der zweiten Motorspindel 13 ist ebenfalls ein Speichergehäuse 19 angeflanscht. In diesem Speichergehäuse 19 befindet sich eine zweite Speichereinheit 21 . In dieser zweiten Speichereinheit 21 sind Schmierparameterdaten der zweiten Motorspindel 13 gespeichert. Die Schmierparameterdaten enthalten für jedes Wälzlager 8, 9, 10, 11 jeweils Angaben, ob ein Vorschmierbetrieb, ein Normalschmierbetrieb, ein Entlüftungsbetrieb oder ein Stand-By-Betrieb durchgeführt werden soll und Angaben zum Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Schmierungen und zur Menge des zugeführten Schmiermittels pro Schmierung. Außerdem sind in den Speichereinheiten 20, 21 statische Kenndaten der jeweiligen Motorspindel 12, 13 abgespeichert.
Über Datenverbindungen 22 sind die Datenschnittstelle 4 des Schmieraggregats 2, die erste Speichereinheit 20 und die zweite Speichereinheit 21 mit einer Maschinensteuerung 23 der Werkzeugmaschine verbunden. Die Datenverbindungen 22 sind als bidirektionale Datenverbindungen nach dem IO-Link-Standard ausgebildet und ermöglichen den Datenaustausch zwischen den daran angeschlossen Elementen. Die Maschinensteuerung 23 wiederum leitet beispielsweise die von der ersten Speichereinheit 20 bzw. zweiten Speichereinheit 21 empfangenen und/oder angefragten Daten an das Schmieraggregat 2 weiter.
Die Aggregatsteuerung 3 ist dazu ausgebildet, über die Datenschnittstelle 4 Schmierparameterdaten zu empfangen und das Schmieraggregat 2 derart zu betreiben, dass die gemäß den jeweiligen Schmierparameterdaten gewünschte Menge an Schmiermittel zu den gewünschten Zeitpunkten den Wälzlagern 8, 9, 10, 11 über die jeweilige Schmiermittelleitung 7 zugeführt wird. Mit anderen Worten ist die Aggregatsteuerung 3 der programmiert, dass die Schmierung der Wälzlager 8, 9 der ersten Motorspindel 12 basierend auf den Schmierparameterdaten der ersten Motorspindel 12 vorgenommen wird und die Schmierung der Wälzlager 10, 11 der zweiten Motorspindel 13 basierend auf den Schmierparameterdaten der zweiten Motorspindel 13. Dadurch kann jedes der Wälzlagern 8, 9, 10, 11 durch das Schmieraggregat 2 optimal geschmiert werden. Es ist jedoch auch möglich, sämtliche Wälzlager 8, 9, 10, 11 mit identischen Schmierparametern zu schmieren. In diesem Fall werden als Schmierparameter Daten eingestellt, die für sämtliche Wälzlager 8, 9, 10, 11 akzeptabel sind. Sollte nun beispielsweise die erste Motorspindel 12 durch eine andere Motorspindel („dritte Motorspindel“) ersetzt werden, so besitzt diese dritte Motorspindel eine weitere, dieser dritten Motorspindel zugeordnete Speichereinheit („dritte Speichereinheit“). In der dritten Speichereinheit sind Schmierparameterdaten der dritten Motorspindel gespeichert. Nach Austausch der ersten Motorspindel mit der dritten Motorspindel liegen dem Schmieraggregat 2 somit individuell angepasste Schmierparameter vor, sodass auch die dritte Motorspindel optimal geschmiert werden kann.
In Fig. 1 sind zwei Motorspindeln 12, 13 dargestellt. Es sind jedoch auch Ausführungsformen mit lediglich einer Motorspindel oder mit mehr als zwei Motorspindeln möglich.
In Fig. 1 nicht explizit dargestellt ist eine Aktualisierungseinheit. Die Aktualisierungseinheit ist ausgebildet, die in der ersten Speichereinheit 20 und der zweiten Speichereinheit 21 gespeicherten Schmierparameterdaten der Motorspindeln 12, 13 zu modifizieren, insbesondere die dort gespeicherten Schmierparameterdaten durch aktuellere Schmierparameterdaten zu ersetzen. Hierfür kann die Aktualisierungseinheit mittels Fernzugriff über ein Kommunikationsnetzwerk (drahtgebunden oder drahtlos) auf die erste Speichereinheit 20 und/oder die zweite Speichereinheit 21 zugreifen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 System
2 Schmieraggregat
3 Aggregatsteuerung
4 Datenschnittstelle
5 Vorratstank für Schmiermittel
6 Schmierstellenanschluss
7 Schmiermittelleitung , 9, 10, 11 Wälzlager
12 Erste Motorspindel
13 Zweite Motorspindel
14, 15 Spindel
16, 17 Spindelgehäuse
18, 19 Speichergehäuse
20 Erste Speichereinheit
21 Zweite Speichereinheit
22 Datenverbindung
23 Maschinensteuerung

Claims

ANSPRÜCHE
1 . System (1 ) zur Öl-Luft-Schmierung von Wälzlagern (8, 9, 10, 11) einer Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine, aufweisend: ein Schmieraggregat (2) mit einer Aggregatsteuerung (3), einer Datenschnittstelle (4), einem Vorratstank (5) für Schmiermittel und Schmierstellenanschlüsse (6);
Schmiermittelleitungen (7), welche sich von den Schmierstellenanschlüssen (6) zu den Wälzlagern (8, 9, 10, 11 ) erstrecken; eine der Antriebseinheit zugeordnete Speichereinheit (20, 21 ), in der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit gespeichert sind; und eine Datenverbindung (22) zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit an die Datenschnittstelle (4) des Schmieraggregats (2); wobei die Aggregatsteuerung (3) ausgebildet ist, die Schmierung der Wälzlager (8, 9, 10, 11 ) der Antriebseinheit basierend auf den Schmierparameterdaten der Antriebseinheit vorzunehmen.
2. System nach Anspruch 1 , wobei die Schmierparameterdaten der Antriebseinheit Angaben zu einer Betriebsart der Schmierung enthalten, insbesondere Angaben, ob ein Vorschmierbetrieb, ein Normalschmierbetrieb, ein Entlüftungsbetrieb oder ein Stand-By-Betrieb durchgeführt werden soll.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schmierparameterdaten der Antriebseinheit Angaben zu einem Schmierzyklus enthalten, insbesondere Angaben zum Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Schmierungen und zur Menge des zugeführten Schmiermittels pro Schmierung.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die der Antriebseinheit zugeordnete Speichereinheit (20, 21) in einem Gehäuse (18, 19) an der Antriebseinheit angebracht ist.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverbindung (22) zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit an die Datenschnittstelle (4) des Schmieraggregats (2) als bidirektionale Datenverbindung, insbesondere nach dem IO-Link- Standard, ausgebildet ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverbindung (22) zur Übertragung der Schmierparameterdaten der Antriebseinheit über eine Maschinensteuerung (23) der Werkzeugmaschine läuft.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Aktualisierungseinheit, die ausgebildet ist, die in der Speichereinheit (20, 21 ) gespeicherten Schmierparameterdaten der Antriebseinheit zu modifizieren.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine weitere Antriebseinheit mit einem weiteren, dieser Antriebseinheit zugeordneten Speichereinheit (20, 21 ), in der Schmierparameterdaten dieser weiteren Antriebseinheit gespeichert sind.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit als Motorspindel (12, 13) ausgebildet ist.
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