SE512066C2 - Verktygslager för upptagande av skärkrafter - Google Patents

Description

15 20 25 30 512 066 2 drivenhet 2, vilken i det visade exemplet har formen av en elmotor, vars rotor 3 uppbärs av en verktygsspindelaxel 4, lagrad i två motorgavlar 5 (främre och bakre lagersköld), av vilka endast en visas. 6 betecknar statom med dess lindningar. Spindelaxeln 4 är lagrad i respektive gavel 5 i ett radiallager 7 och ett axiallager 8, vilka smörjs medelst ett flytande Smörjmedel, vilket kan vara vatten. Detta Smörjmedel insprutas med tryck till radiallagret 7 och axiallagret 8 via kanaler 9 respektive 10, ekerforrnigt fördelade runt gaveln 5.

Respektive tilloppskanal 9, 10 är vid inloppet försedd med en strypning i form av en nippel 9' för åstadkommande av önskat tryck och flöde i smörjmedelskanalerna 9, 10.

Nippeln 9' är utbytbar för att enkelt kumia erhålla det önskade trycket och flödet i lagren, varvid lagerfunktionen hos dessa beror dels på den dynamiska effekten, som uppstår vid axelns rotation, och dels av trycket hos det tillförda fluidet. Till respektive kanal 9, 10 kan vidare en tryckgivare anslutas, schematiskt antydda med 10”. I gaveln 5 vid över- gången mellan radiallagret 7 och axiallagret 8, liksom vid det senares periferi, är ring- formigt förlöpande dräneringsspår ll anordnade, vilka via en dräneringskanal 12 står i förbindelse med utsidan av gaveln 5, där dränerat Smörjmedel kan uppsamlas. För att säkerställa att något smörjmedel ej intränger innanför gaveln 5 är i denna anordnat ett ringforrnigt förlöpande spår 13, vilket via en ledning 14 står i förbindelse med en gas under tryck, exempelvis tryckluft. Härigenom tvingas eventuellt inåt läckande smörjmedel tillbaka mot närmaste dräneringsspår ll. Motsvarande arrangemang gäller för driven- hetens 2 andra, ej visade motorgavel.

Drivenhetens axel 4 enligt ovan erhåller sin rotation och moment enligt exemplet medelst en elmotor. Andra exempel på rotations- och momentalstrande maskiner kan exempelvis vara luftturbiner eller vätsketurbiner eller andra godtyckliga drivkällor med avsedd funktion.

De nämnda lagren är radiallager och axiallager bestående av två ytor separerade från varandra av ett fluidum. Det skall observeras att de nämnda lagringarna för driven- hetens axel 4 endast är exempel och skall det underförstås, att drivenhetens axel 4 även kan vara lagrad med annan typ av lagringsteknik, t.ex. kul-, rull-, luft- eller magnetlager.

ADAPTER Anordningen för verktyg, enligt uppfinningen, i forrn av en adapter 1 består av en basdel 15 i form av en platta (Fig. 1), vilken medelst exempelvis skruvar (antydda vid 16) är fastsatt vid gaveln 5. Integrerat med basdelen 15 sträcker sig ett stödparti 17 i form av en hylsa, vars borrning vid monterad adapter 1 koaxiellt sammanfaller med spindelaxeln Psamssoo/Ue-.YA ¿«| 10 15 20 25 30 512 066 3 4. Hylsan 17 uppvisar på insidan av sin fria ände ett lager 18, i det visade exemplet ett radiallager med något mindre diameter än hylsans innerdiarneter. Parallellt med stöd- partiets 17 axel är ett antal (i det visade exemplet fem stycken, se Fig. 2) smörjme- delskanaler 19 anordnade. Respektive kanal 19 står i förbindelse med ekerliltt rtmt basdelen 15 fördelade tilloppskanaler 20 för tillförsel av Smörjmedel till lagret 18 genom i respektive smörjmedelskanals 19 yttre ände upptaget häl 21. Respektive tilloppskanal 20 är vid inloppet försedd med en strypning i form av en nippel 22, för åstadkommande av önskat tryck och flöde i smörjmedelskanalen 19. N ippeln 22 är utbytbar för att enkelt kunna erhålla det önskade trycket och flödet. Det skall underförstås att tilloppskanalerna 20 ansluts till en smörjmedelskälla under tryck, varvid lagerfunktionen hos dessa lager beror dels på den dynamiska effekten, som uppstår vid verktygets rotation, och dels av trycket hos det tillförda fluidet. Smörjmedlet kan exempelvis vara vatten. Till resp. kanal 20 kan en tryckgivare anslutas, antytt med 23.

Lagerytan 18, som skall samverka med lagerytan 26 hos verktyget, som senare skall beskrivas, bildar ett radiallager, vars ytor är separerade av ett fluidum. Denna lagringsmetod av nämnda verktyg i adaptern är endast ett exempel på en utförandeform och andra lagringsmetoder som luft-, magnet- eller rullningslager kan användas. Adaptern kan antingen vara en integrerad del av drivenhetens 2 främre lagersköld 5 eller vara en löstagbar del som anbringas på lagerskölden. Adaptem skall vara utformad så att verkty- get, som den uppbär, enkelt kan frigöras och apteras vid verktygsbyte. I det fall verkty- gets, som senare skall beskrivas, fräskropp är avsedd att arbeta på djupet i ett arbetsstycke A skall stödpartiet l7 i anslutning till fräsverktyget 24 och därmed lagringsytorna 26 och 18 uppvisa ett parti som har en radiell utsträckning understigande skäreggarnas halva skärdiameter D. Fig. 3 och 4 visar sålunda, till skillnad mot Fig. 2, hur stödpartiet 17 i anslutning till verktyget 24 och lagringsytorna 26 och 18 har en tvärsnittsform uppvisande ett parti, vars radiella utsträckning är mindre än verktygets 24 halva skärdiameter D och ett stödjande parti, vars radiella utsträckning är större än halva skärdiametem D. Av Fig. 4 framgår hur fräsverktyget 24 arbetar i ett arbetsstycke A ned till önskat och stödpartiet 17 tillåtande djup.

VERKTYQ Det i systemet ingående verktyget, som visas närmare i Fig. 5, är avbildat såsom en fräs med en fräskropp 24 uppbärande gängse skäregg, ett skaft 25 samt ett fäste 27.

Fräsens skaft 25 är cylindriskt och är i anslutning till fräskroppen 24, försedd med de P33l73SE00/UPXA 10 15 20' 25 30 512 066 4 skärande eggarna, utbildat med en lageryta 26. lämpligen är fräsen utformad i ett stycke av hårdmetall. Fâstet 27 är utformat med en konisk styryta 25' för att centrera verktyget i spindelaxeln 4, försedd med en den koniska styrytan 25' motsvarande försänkning.

Verktygsskaftet 25 är vidare försett med en gängad borrning 28, i vilken en motsvarande gängad dragstång 4' kan igängas för fixerande av verktyget vid spindelaxeln 4 och för upptagande av axiella dragkrafter verkande på verktyget. Vidare uppvisar fästet 27 ett nyckelgrepp 29 avsett att i samverkan med motsvarande nyckelgrepp hos spindelaxeln 4 mekaniskt överföra vridmoment mellan drivenhetens spindelaxel 4 och verktyget med dess fräskropp 24.

Det skall förstås att genom samverkan mellan radiallagret 18, 26 och den radiella styrningen 25' mellan verktyg och drivenhetens 1 spindelaxel 4 skapas ett motmoment motverkande det moment, som uppstår på grund av verktygets överhäng och de på verktyget verkande skärkrafterna.

Genom fräsens enligt uppfinningen utformning och dess uppbärande i adaptern 1 kommer fräsen att med sin lageryta 26, samverkande med hylsans 17 lager 18, motstå uppträdande radiella skärkrafter vid de varvtal, det här är frågan om. De axiella skär- krafterna från verktyget skall underförstått upptas av spindelaxelns 4 axiallager (8 och motstående axiallager vid spindelaxelns 4 andra ände) via axialkrafter överförande, med spindeln samverkande ytor - ytan 25' samt gängorna hos verktyg - dragstång.

SAMMANFATTNING Med hjälp av uppfmningen kommer ett verktyg att effektivt bäras eller stödjas av stödpartiet 17 genom lagerytornas 18 och 26 samverkan och genom att dessa placerats så nära verktygets skäreggar som möjligt kommer såväl uppträdande böjmoment som radiella lagerkrafter att minimeras till sin storlek i förhållande till de radiella skärkrafterna och därigenom möjliggöra att lagra större radiell skärkraft vid ett högre varvtal än vad som annars är möjligt.

Eftersom adapterns radiella utsträckning åtminstone i en riktning understiger verktygets halva skärdiameter kan i arbetsstycken A förstyvningar fräsas till djup som vida överstiger verktygets axiella tjocklek, Fig. 4.

Genom att via tryckgivarria 23 avläsa avkända tryckvariationer i lagret 18, 26 är det möjligt, att bestämma böjbelastningarna och dess riktningar på verktygsskaftet 25 liksom stödpartiet 17. Det skall underförstås att även töjningsgivare applicerade på stödpartiet 17 är möjliga att använda för samma ändamål.

P33l73SE00/IPXA ~ 512 066 5 Det skall vidare undertörstås att naturligtvis andra typer av verktyg kan tillämpas i samband med uppfinningen, exempelvis spiralborrar, vars styrkanter därvid kommer att utgöra motlager till lagret 18 hos stödpartiet 17.

Det är vidare tänkbart, att för vissa tillämpningar det kan befmnas lämpligt, att i stödpartiet (och verktygsskaftet) anordna ett axiellt lângsträckt lager eller flera än ett lager, liksom kan lagren tänkas vara av annan än den här visade typen. Med uttrycket "en lageryta" resp. "ett lager" som här används i anslutning till verktyg och adapter skall förstås den totala lagerytan resp. det totala lagret, oavsett om detta är enhetligt eller uppdelat.

P33l73SE00/U?:YA

Claims (10)

10 15 20 25 ' 512 066 6 Patentkrav

1. l. Anordning för verktyg arbetande med höga varvtal, såsom fräsar och borrar, k ä n n e t e c k n a d av att den uppvisar ett nära det roterande verktygets skärande parti i form av ett skärhuvud (24) anordnat, radiella på verktyget verkande skärkrafier upptagande lager (18), huvudsakligen axiellt oförskjutbart relativt skärhuvudet (24).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den består av en basdel (15), fixerad i förhållande till den verktyget drivande spindeln (4), samt ett från basdelen (15) sig sträckande stödparti (17), uppbärande lagret (18).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e te c k n a d av att stödpartiet (17) har formen av en med basdelen integrerad hylsa, vars fiia ändes insida är utformad med lagret (18).

4. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att stödpartiet (17) uppvisar en eller flera smörjmedelskanaler (19, 20), mynnandei lagret (18).

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att varje smörjrnedelskanal (20) är försedd med en separat strypning i form av en utbytbar nippel (22).

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att en eller flera smörjmedelskanaler (20) är försedda med medel (23) för anslutning av tryckmätare.

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att den är fastsättbar direkt vid fundarnentet (5) till den verktyget drivande spindeln (4).

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att den utgör en integrerad del av fi1ndarnentet(5).

9. Anordning enligt något av kraven 2-8, k ä n n e t e c k n a d av att stödpartiet (17) åtminstone i anslutning till skärhuvudet (24) uppvisar ett parti, vars radiella utsträckning är mindre än skärhuvudets (24) halva skärdiarneter (D).

10. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att lagret (18) är en lageryta, avsedd att samverka med en lageryta hos verktyget (26), vilka två ytor (18, 26) är separerade av ett fluidum. Oz\users\YA\fiOl(\word-dok\up\p33 l73kr.doc