WO2020025828A1 - Motorspindel für eine maschine, insbesondere für eine werkzeugmaschine, mit vorgespannter lageranordnung und verfahren zum montieren einer derartigen motorspindel - Google Patents

Motorspindel für eine maschine, insbesondere für eine werkzeugmaschine, mit vorgespannter lageranordnung und verfahren zum montieren einer derartigen motorspindel Download PDF

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WO2020025828A1
WO2020025828A1 PCT/EP2019/070995 EP2019070995W WO2020025828A1 WO 2020025828 A1 WO2020025828 A1 WO 2020025828A1 EP 2019070995 W EP2019070995 W EP 2019070995W WO 2020025828 A1 WO2020025828 A1 WO 2020025828A1
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bearing
spindle
arrangement
housing
motor spindle
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PCT/EP2019/070995
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Joachim Van Sprang
Udo Tuellmann
Original Assignee
Franz Kessler Gmbh
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083—Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/061—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing mounting a plurality of bearings side by side
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/08—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/12—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with ball or roller bearings

Definitions

  • the present invention relates to a motor spindle for a machine, in particular for a machine tool, and to a method for mounting such a motor spindle.
  • the motor spindle according to the present invention comprises
  • a spindle housing for stationary attachment to the machine, the spindle housing having a receiving opening and an adjoining receiving space, and
  • a spindle arrangement which can be inserted along a longitudinal axis of the spindle via the receiving opening into the receiving space of the spindle housing and can be removed therefrom, with a rotor which is rotatably mounted in an integrated bearing arrangement relative to the spindle housing.
  • the bearing arrangement can be removed as a unit together with the spindle arrangement when the spindle arrangement is removed from the spindle housing, the bearing arrangement having a first bearing assembly which, when viewed in the axial direction in the spindle housing accommodated in the spindle housing, on a first motor spindle end section near the receiving opening is arranged, and has a second bearing assembly, which - viewed in the spindle housing accommodated in the spindle housing in the axial direction - is arranged on a second motor spindle end section away from the receiving opening in the receiving space.
  • the rotor is supported via this Lageranord ⁇ voltage relative to the spindle housing.
  • the spindle assembly further includes a bearing housing for coupling to the spindle housing, which is one of the first and second
  • each of the first and second bearing assemblies is formed with at least one axially loadable rolling bearing, and wherein at least one of the first and second bearing assemblies is designed to be axially loadable only and is tensioned by means of a preloading device that applies axial tensioning forces.
  • Such a spindle arrangement is known from the prior art and is described in document DE 100 27 750 C5.
  • a tandem bearing assembly is provided on the first motor spindle end section, this tandem bearing assembly having two bearings which are arranged next to one another in the same direction.
  • a further bearing is arranged in a central region of the motor spindle between the first and second motor spindle end sections. net, which is clamped to the tandem bearing assembly at the first motor spindle end section.
  • a further bearing is provided which is designed in an X arrangement relative to the central bearing.
  • This further bearing near the second motor spindle end section is clamped in the direction of the first bearing assembly via a plate spring arrangement.
  • a motor spindle of the provide a ⁇ gangs kind described and a method for mounting such a motor spindle, with reliable and fault-free mounting, a sufficient and long-lasting clamping of the bearing assembly is guaranteed during operation to achieve a high storage quality.
  • the pretensioning device is designed such that it exerts the axial clamping forces on the clamped bearing assembly in such a way that the axial clamping forces are directed away from the other of the first and second bearing assemblies are.
  • the invention provides that the first bearing assembly and the second bearing assembly are clamped relative to one another in such a way that the clamping forces occurring due to the bearing tension within the rotor are transmitted as tensile forces via the rotor from one bearing arrangement to the other.
  • This has the advantage that a tension within the bearing arrangement between its bearing assemblies can be better adjusted when mounting the motor spindle and when inserting it into the spindle housing.
  • a transport lock for the motor spindle can be provided in this way with relatively simple means.
  • each of the first and second bearing assemblies each have only one rolling bearing designed to be axially loadable on one side, the two bearing assemblies being axially braced or braced to one another.
  • This basically simplest bearing arrangement in which the two bearing assemblies each have only one roller bearing designed to be axially loadable on one side, also applies the principle according to the invention, according to which the two bearing assemblies are clamped to one another in such a way that the axial clamping forces are directed away from the other of the first and second bearing assemblies.
  • the clamping forces occurring as a result of the bearing tension within the rotor act as tensile forces.
  • At least one of the two bearing assemblies has a tandem arrangement of two rolling bearings which can be axially loaded on one side and which are oriented in the same way with respect to their axial load capacity within the respective bearing assembly.
  • the bearing quality can be further improved by designing at least one of the bearing assemblies in the form of a tandem arrangement.
  • a further embodiment of the motor spindle according to the invention provides that the tandem arrangement of two rolling bearings which can be axially loaded on one side is axially braced in at least one of the two bearing assemblies with the respective other bearing assembly.
  • the axial bracing takes place according to the principle described above, so that essentially only tensile forces occur within the rotor between the two bearing assemblies braced to one another.
  • an embodiment which is further improved in terms of bearing quality provides that both bearing assemblies each have a tandem arrangement of two rolling bearings which can be axially loaded on one side, the two bearing assemblies with their respective tandem arrangement being braced axially to one another.
  • only one of the two bearing assemblies has an arrangement of two rolling bearings which can be axially loaded on one side and which are axially braced within the bearing assembly.
  • the motor spindle according to the invention is designed such that the roller bearing which can be axially loaded on one side is in the form of a single-row or multi-row angular contact ball bearing or shoulder ball bearing or tapered roller bearing.
  • the prestressing device axially prestresses the at least one bearing assembly with respect to the bearing housing or another component of the spindle arrangement. It is possible to brace by providing a reaction force directly on the bearing housing or by the attachment to achieve additional components, such as additional tension or compression elements.
  • An embodiment variant of the invention provides that the pretensioning device is assigned to the second bearing assembly, i. H. the bearing assembly which is arranged far from the receiving opening within the adjoining receiving space.
  • the pretensioning device has spring means which clamp the bearing assemblies against one another in the direction of the intended loading direction.
  • spring means can be compression springs or tension springs or an arrangement of disc springs or a combination thereof.
  • the spring means are effective in the axial direction by hydraulic, magnetic or mechanical application of tensile or compressive forces.
  • the pretensioning device has at least one spring-preloaded tie rod or a tension spring which axially loads the bearing arrangement in a predetermined manner by transmitting tensile forces.
  • the tie rod can, for example, be designed as an outer bearing housing of the respective bearing assembly, this outer bearing housing accommodating the respective outer bearing shells of the ball bearings received.
  • the spring means can act directly on the bearing assembly.
  • the spring means can also apply the preload to the bearing arrangement by means of one or more components. It is thus possible according to the invention that the spring means are effective in the direction orthogonal to the axial direction by means of an inclined surface interacting with the bearing housing. This can have the advantage that the spring means are structurally housed in an area that is more easily accessible for assembly.
  • the prestressing device has at least one spherical spring-prestressed pressure body which engages in an inclined surface receptacle of a bearing bush for prestressing in the axial direction.
  • the bearing arrangement can be preloaded with at least one spring-loaded or / and hydraulically actuated and / or pneumatically actuated bearing tensioning device for the operation of the motor spindle.
  • the motor spindle according to the invention can be specially secured for transportation.
  • at least one transport lock can be provided which, when inserting or removing the spindle arrangement from the spindle housing, secures at least one of the bearing assemblies against a load in the direction opposite to the intended load direction.
  • the transport lock ensures that the bearing arrangement or individual bearing assemblies of the bearing arrangement are stressed during transport or assembly of the motor spindle in the machine tool in such a way that the bearing arrangement or individual bearing assemblies can be damaged.
  • the transport lock is intended to prevent bearings of the individual bearing assemblies, which are arranged in the same direction, from being transported during transport or disassembly
  • the transport lock secures the respective bearing assembly or the entire bearing assembly against such unin ⁇ schreibte loads.
  • a further development of the invention provides that the transport lock axially secures the at least one bearing assembly with respect to the bearing housing or another component of the spindle arrangement.
  • the invention further relates to a machine tool which is designed with a motor spindle of the type described above. It is particularly provided that the engine can be spindle-inserted with its spindle housing in the machine tool the first time, in which case for the purpose of maintenance or for the purpose of a complete off the spindle assembly exchanges with the rotor and the bearing assembly together as Gan ⁇ zes from the Spindle housing can be removed. That remains
  • the invention further relates to a method for inserting and removing a spindle drive ⁇ order of a spindle housing with a motor spindle of the type described above, wherein the spindle assembly together with its bearing arrangement of the spindle housing ent is ⁇ Removable, further wherein the during insertion or during the removal Bearing arrangement is secured by a transport lock against axial incorrect loads.
  • the rotor is secured relative to the spindle housing via the transport lock, in order to avoid undesirable loads to avoid individual bearing assemblies contrary to the load direction that they are actually intended for during operation.
  • the transport lock is released so that the bearing arrangement with its individual bearing assemblies can assume a predetermined preload state, which can be variably adjusted with regard to the preload forces.
  • FIG. 1 shows an axis-containing sectional view of a first embodiment variant of a motor spindle according to the invention
  • FIG. 2 shows a simplified axis-containing sectional view to explain the process of removing the rotor from the spindle housing in a motor spindle in accordance with the present invention
  • Fig. 3 is a schematic half-sectional view of the first embodiment of Figure
  • Fig. 4 is a schematic half-sectional view of the embodiment corresponding to Figure 3 to explain the structure and operation of the motor spindle according to the invention with a fixed transport lock;
  • FIG. 5 shows a schematic half-sectional view of the embodiment corresponding to FIG. 4 to explain the structure and the mode of operation of the motor spindle with the transport lock released, i. H. operational;
  • FIG. 6 shows a schematic half-sectional view of the embodiment corresponding to FIG. 5 to explain the structure and the mode of operation when removing the motor spindle for removal from the spindle housing;
  • FIG. 7 shows a schematic half-sectional view to explain the structure and the mode of operation of a second embodiment variant of a motor spindle according to the invention.
  • FIG. 8 is a schematic half-sectional view for explaining the structure and mode of operation of a third embodiment variant of an engine according to the invention. spindle;
  • FIG. 9 shows a schematic half-sectional view for explaining the structure and mode of operation of a fourth embodiment variant of a motor spindle according to the invention, with various design options;
  • Fig. 10 is an axis-containing sectional view corresponding to Figure 1 to explain the
  • FIG. 11 is an axis-containing sectional view corresponding to FIG. 1 to explain the
  • Fig. 12 is an axis-containing sectional view corresponding to Figure 1 to explain the
  • Fig. 13 is an axis-containing sectional view corresponding to Figure 1 to explain the
  • FIG. 1 shows a motor spindle according to the present invention in an axis-containing longitudinal sectional view and is generally designated 10.
  • the motor spindle 10 extends along a longitudinal axis A of the spindle and comprises a spindle housing 12 for stationary attachment to a machine tool, which is only indicated in FIG. 1 with a receiving housing 14.
  • the spindle housing 12 has a receiving opening 16, to which a receiving space 18 connects.
  • the motor spindle 10 further comprises a spindle arrangement S with a rotor 20, the spindle arrangement S being inserted into the receiving space 18 of the spindle housing 12 via the receiving opening 16 and being rotatably mounted in the spindle housing 12 via a bearing arrangement 22.
  • the bearing arrangement 22 has a first bearing assembly 24, which is shown in FIG. 1 on the left in the area of the receiving opening 16, and a second bearing assembly 26, which is shown in FIG. 1 on the right, far in the receiving space 18.
  • the bearing arrangement 22 with its two bearing assemblies 24 and 26 is integrally connected to the rotor 20.
  • FIG. 2 This is shown in FIG. 2 with a double arrow for clarification, details from FIG. 1 not being adopted in part and also not being provided with reference numerals in more detail.
  • the spindle housing 12 is formed in several parts. It is composed of a tubular body 30, which is provided at its left-hand end section 32 in FIG. 1 with a flange-like projection 34, with which it can be brought into contact with the indicated receiving housing 14 of the machine tool and fixedly mounted thereon.
  • the spindle housing 12 has, at its end section 35 received in the machine tool and arranged on the right in FIG. 1, a carrier ring 36 to which an axial closing body 38 is attached.
  • a rotary feedthrough 40 (not shown in more detail) is accommodated therein, which is designed with an actuating unit for actuating a tensioning device 42 of the motor spindle 10, which actuation unit is not relevant for understanding the present invention.
  • the carrier ring 36 is fixed in the spindle housing 12 and accommodates a bearing housing 44 which can be axially displaced in the carrier ring 36 without radial play. Furthermore, a pretensioning device V is provided in the area of the second bearing assembly 26. In order to carry out the pretensioning device V, the carrier ring 36 has a plurality of axially extending blind hole bores 46, which contain compression springs 48 provided therein, distributed on its right-facing end face in the circumferential direction. The compression springs 48 act on an annular plate 50, which are firmly screwed to the bearing housing 44 by means of fastening screws 52. In this way, the bearing housing 44 is prestressed to the right in FIG. 1 under the action of the spring force of the compression springs 48 and by means of the ring plate 50.
  • two angular contact ball bearings 56 and 58 are provided in the bearing housing 44 of the bearing assembly 26. These are arranged in the same direction, ie the direction of loading of the outer bearing shells is directed to the right in FIG. 1, as indicated by the dash-dotted lines 60, 62.
  • the two angular contact ball bearings 56, 58 are kept at an axial distance from one another via spacers 64, 66.
  • the prestressing force of the compression springs 48 is transmitted to the angular contact ball bearing 56 by means of a clamping nut 68, so that the angular contact ball bearing 56 is prestressed to the right in FIG. 1.
  • the clamping nut 68 is provided with a seen external thread is screwed into a corresponding internal thread in the bearing housing 44.
  • the clamping nut 68 has a corresponding axial projection 70 with which it engages on the outer bearing shell of the angular contact ball bearing 56.
  • the angular contact ball bearing 58 lies axially with its inner bearing shell against a stop sleeve 72 which is supported on the rotor 20 via a lock nut 74.
  • the lock nut 74 is screwed with an internally threaded section onto a corresponding externally threaded section of the rotor 20 and fixed thereon.
  • the locking nut 74 forms a locking flange 76 on its radially outer region as a stop for an axial movement of the bearing housing 44.
  • the locking nut 74 clamps the inner bearing shells of the two angular contact ball bearings 56 and 58 in FIG. 1 to the left against a stop step 78, which is integrally formed on the outer peripheral surface of the rotor 20, via the stop sleeve 72.
  • Drive components 80 of the stator arrangement of the motor spindle 10 are formed within the spindle housing 12 and are not described further. Radially within these drive components 80 of the stator, corresponding drive components 82 are formed on the rotor 20 with a sufficient radial gap.
  • the rotor 20 is provided with a carrier ring 90 which receives angular contact ball bearings 92 and 94 of the bearing arrangement 24 with their outer bearing shells , Again, the two angular contact ball bearings 92 and 94 are spaced axially apart from one another. Furthermore, the direction of loading of the two angular contact ball bearings 92 and 94 is again indicated by dash-dotted lines 96, 98.
  • the outer bearing shells of the two angular contact ball bearings 92 and 94 are pressed against a diameter step 102 of the carrier ring 90 via a retaining ring 100.
  • the radially inner bearing shells of the two angular contact ball bearings 92 and 94 are pressed against a stop step 106 on the outer peripheral surface of the rotor 20 via a stop body 104.
  • FIG. 2 shows how the entire spindle arrangement, ie the rotor 20 together with its bearing arrangement 22 with the two bearing assemblies 24 and 26, can be removed from the spindle housing 12 and reinserted therein. It should be pointed out again that details from FIG. 1 are not shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 only shows the basic principle of removing the rotor 20 together with its bearing arrangement 22 formed integrally therewith from the spindle housing 20 and the possibility of reinserting this assembly into the spindle housing 12.
  • the spindle housing 12 remains mounted in the machine tool 14.
  • Figure 3 taking into account the bias of Lageranord ⁇ voltage 22 according to the embodiment of Figure 1 to, it is to note the following.
  • FIG. 3 shows a schematic simplified sectional illustration of the upper half of the arrangement according to FIG. 1 lying above the axis A.
  • the two bearing assemblies 24, 26 are each designed in the form of tandem arrangements of two angular contact ball bearings 92 and 94, each configured in the same direction, for the case of the bearing assembly 24 and the two angular contact ball bearings 56 and 58 for the case of the bearing assembly 26. These two tandem arrangements of the bearing assemblies 24 and 26 are arranged in a so-called O arrangement, that is, together in a double O arrangement on the rotor.
  • the left tandem bearing arrangement 24 is axially fixed in itself.
  • the tandem bearing arrangement 26 on the right in FIG. 3 is spring-biased via the springs 48 (only one shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a schematic view corresponding to FIG. 3 to explain the motor spindle according to the invention with a fixed transport lock. Due to the use of tandem bearing arrangements 24 and 26, which can only be loaded in a predetermined loading direction and which can be damaged in transport or installation when loaded against this predetermined loading direction, the invention sees
  • the pins 110, 112 can be screwed into the carrier ring 90 or the bearing housing 44 or removed completely after the transport, as a result of which the transport lock can be removed.
  • Fig. 5 shows a schematic half-sectional view for explaining the structure and operation of the motor spindle in operation, i. H. with released transport lock. It can be seen in the illustration that the two pins 110 and 112 have been completely removed. The bearing of the rotor 20 is now floating relative to the bearing housing, but is preloaded via the springs 48, the tension acting in the rotor 20 via tensile forces.
  • FIG. 6 shows a schematic half-sectional view to explain the structure and the mode of operation of the motor spindle when the spindle arrangement is removed for removal from the spindle housing 12. It can be seen that the ring plate 50 is detached from the bearing housing 40. In the arrangement according to FIG. 1, this can be done, for example, by loosening the fastening screws 52. As a result, the rotor 20 together with the
  • the bearing assembly 22 which includes the two bearing assemblies 24 and 26, out of the spindle housing 12.
  • the bearing assembly 26 remains together as a unit, i. H. the bearing housing 44 is pulled out of the spindle housing 12 together with the rotor 20.
  • FIG. 7 shows a schematic half-sectional view to explain the structure and the mode of operation of a second embodiment variant of a motor spindle according to the invention.
  • This embodiment variant is designed to be significantly simpler in comparison to the embodiment variant described above with regard to the bearing arrangement 122.
  • the two bearing construction groups 124, 126 have instead of a tandem arrangement only single ball bearings 156 and 194, which are formed in an O arrangement to each other. These are in the manner described above on the springs 48, the ring plate 50, the acting as a tension element bearing housing 44 and the tensile force-transmitting rotor 20 ver clamped together.
  • FIG. 8 shows a schematic half-sectional view of a third embodiment variant of a motor spindle 10 according to the invention.
  • the ball bearing 92 is designed as an angular contact ball bearing, as well as the ball bearing 94, these two ball bearings being arranged according to the load lines 96, 98 with predetermined load directions opposite to one another.
  • the two bearing assemblies 24 and 26 are clamped together via the rotor 20, in the same way as described above.
  • FIG. 9 shows a schematic half-sectional view of a fourth embodiment variant of a motor spindle 10 according to the invention, with various design options.
  • the bearings in dashed lines are optional. If one first turns to the right-hand bearing assembly 26, it can be seen that it can either be designed in a tandem arrangement with two angular contact ball bearings 56, 58 arranged in the same direction, as shown in FIG. Alternatively, however, it is also possible to omit the optional angular contact ball bearing 58, shown in dashed lines, for example as shown in FIG. If one turns to the left-hand bearing assembly 24, it can be seen that it can be configured with two angular contact ball bearings 92, 94 which are designed in opposite directions, for example as shown in FIG. In addition, still another angular contact ball bearing 130 may be provided which is of the same load in alignment with the angular ball bearing 92 is arranged ⁇ .
  • FIG. 10 shows an axis-containing sectional view of a fifth embodiment variant of a motor spindle according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 1 with regard to the bearing structure.
  • the main difference is that the preloading forces that preload the bearing arrangement are exerted via a different preloading device V.
  • this embodiment provides stepped radial bores 140 in the carrier ring 36, which have a preload bolt 142 which can be displaced therein.
  • the preload bolt 142 is also stepped and has a smaller-diameter radial inner section.
  • each prestressing bolt 142 is spring-biased radially inwards.
  • Each prestressing bolt 142 has a cone section 148 at its radially inner end, with the inclined surface of which it engages on an outer edge of a radial opening 150 in the bearing housing 44.
  • the edge of the radial opening 150 in the bearing housing 44 can be slightly touched.
  • the interaction between the outer edge of the radial opening 140 and the cone section 148 under the spring preload of the spring elements 144 ensures that the bearing housing is preloaded to the right in FIG. 10. The effect is comparable within the overall structure to the effect of the spring elements 48 according to FIG. 1.
  • a fluid channel system 152 can also be seen in FIG. 10, which opens into an annular gap 154 at the diameter step of the pretensioning bolt 142.
  • the biasing pin 142 may be against the spring force of the compression spring member 144 each radially outwardly are pressed to the biasing spring ⁇ force in the bearing assembly 22 hydraulically to change, in particular to reduce.
  • the advantage of this arrangement is that the spring force can be varied by changing the screw-in depth of the support element in 146.
  • the preload force can also be changed hydraulically.
  • FIG. 11 shows an axis-containing sectional view of a sixth embodiment variant of a motor spindle according to the invention, which is constructed similarly to the first embodiment according to FIG. 1.
  • the main difference is that the prestressing forces that preload the bearing arrangement are exerted via a different preloading device V.
  • this embodiment provides that axial bores 160 are provided in the end part 38, in which tension springs 162 are inserted.
  • the tension spring 162 is only shown over half its length in the lower section of the figure. These tension springs 162 are supported with an anchor end 164 and a holding sleeve 166 on the right end face of the end section 35.
  • the tension springs 162 are suspended with a pull hook 168 in a receiving ring 170 formed on the bearing housing 44 with receiving openings and pull the bearing housing 44 to the right in FIG. 11 with their inherent tensile force.
  • a preloading spring force is exerted on the bearing housing 44 in the same way as described with reference to FIG. 1, but with tension springs instead of with compression springs.
  • the same advantages with regard to the application of the bearing tension are achieved as described above with reference to FIG. 1.
  • FIG. 12 shows an axis-containing sectional view of a seventh embodiment variant of a motor spindle 10 according to the invention.
  • This embodiment is based on the sixth embodiment according to FIG ,
  • the cap screws 180 are displaceably received in stepped bores 182 which extend axially through the end part 38.
  • a compression spring 184 is supported on a diameter step, which prestresses the bearing housing 44 to the right in FIG. 12 via the respective cap screw 180.
  • FIG. 13 shows an axis-containing sectional view of an eighth embodiment variant of a motor spindle 10 according to the invention.
  • This embodiment is similar to the embodiment according to FIG. 10.
  • radial bores 190 are provided in the carrier ring 36 in the prestressing device V hen.
  • Support bolts 192 are screwed into these, on which pressure springs 194 are supported.
  • spherical pressure bodies 196 are received in the bores 190. These press into a circumferential groove 198 in profile V on the bearing housing 44, the opening angle of which is approximately 120 °.
  • a motor spindle 10 with a simple O-bearing arrangement or a tandem O-tandem bearing arrangement is obtained in all embodiments, the invention providing an advantageous force flow of the bearing preloading forces via the rotor 20 in each embodiment.
  • the bearing forces are transmitted via the rotor 20 as tensile forces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Motorspindel (10) für eine Maschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine (14), umfassend: - ein Spindelgehäuse (12) zur stationären Anbringung an der Maschine, wobei das Spindelgehäuse (12) eine Aufnahmeöffnung (16) und einen sich daran anschließen den Aufnahmeraum (18) aufweist, - eine entlang einer Spindellängsachse (A) über die Aufnahmeöffnung (16) in den Aufnahmeraum (18) des Spindelgehäuses (12) einsetzbare und aus dieser entnehmbare Spindelanordnung (S) mit einem in einer integrierten Lageranordnung (22) relativ zum Spindelgehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (20). Die Lageranordnung (22) ist bei einer Entnahme der Spindelanordnung (S) aus dem Spindelgehäuse (12) zusammen mit dem Rotor (12) entnehmbar, wobei die Lageranordnung (22) eine erste Lagerbaugruppe (24) aufweist, die an einem ersten Motorspindelendabschnitt nahe der Aufnahmeöffnung (16) angeordnet ist, und eine zweite Lagerbaugruppe (26) aufweist, die an einem zweiten Motorspindelendabschnitt von der Aufnahmeöffnung (16) entfernt in dem Aufnahmeraum (18) angeordnet. Wenigstens eine der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24, 26) ist lediglich einseitig axial belastbar ausgebildet und über eine Vorspannvorrichtung (V) verspannt ist. Zum Erzielen eines günstigen Kraftflusses ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorspannvorrichtung (V) derart ausgebildet ist, dass sie die axialen Spannkräfte auf die verspannte Lagerbaugruppe (26) derart ausübt, dass die axialen Spannkräfte von der anderen der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24) weg gerichtet sind.

Description

Motorspindel für eine Maschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine,
mit vorgespannter Lageranordnung und
Verfahren zum Montieren einer derartigen Motorspindel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorspindel für eine Maschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, sowie ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Motorspindel. Insbesondere umfasst die Motorspindel gemäß der vorliegenden Erfindung
- ein Spindelgehäuse zur stationären Anbringung an der Maschine, wobei das Spindelge- häuse eine Aufnahmeöffnung und einen sich daran anschließenden Aufnahmeraum aufweist, sowie
- eine entlang einer Spindellängsachse über die Aufnahmeöffnung in den Aufnahmeraum des Spindelgehäuses einsetzbare und aus dieser entnehmbare Spindelanordnung mit einem in einer integrierten Lageranordnung relativ zum Spindelgehäuse drehbar gelagerten Rotor.
Bei dieser Motorspindel ist die Lageranordnung bei einer Entnahme der Spindelanordnung aus dem Spindelgehäuse zusammen mit der Spindelanordnung als eine Einheit entnehmbar, wobei die Lageranordnung eine erste Lagerbaugruppe aufweist, die - bei im Spindelgehäuse aufgenommener Spindelanordnung in axialer Richtung betrachtet - an einem ersten Motorspindelendabschnitt nahe der Aufnahmeöffnung angeordnet ist, und eine zweite Lagerbaugruppe aufweist, die - bei im Spindelgehäuse aufgenommener Spindelanordnung in axialer Richtung betrachtet - an einem zweiten Motorspindelendabschnitt von der Aufnahmeöffnung entfernt in dem Aufnahmeraum angeordnet ist. Der Rotor stützt sich über diese Lageranord¬ nung relativ zu dem Spindelgehäuse ab. Die Spindelanordnung weist ferner ein Lagergehäuse zur Kopplung mit dem Spindelgehäuse auf, das einer der ersten und zweiten
Lagerbaugruppe zugeordnet ist, wobei jede der ersten und zweiten Lagerbaugruppe mit wenigstens einem einseitig axial belastbaren Wälzlager ausgebildet ist, und wobei wenigstens eine der ersten und zweiten Lagerbaugruppe lediglich einseitig axial belastbar ausgebildet und über eine axiale Spannkräfte aufbringende Vorspannvorrichtung verspannt ist.
Eine derartige Spindelanordnung ist aus dem Stand der Technik bekannt und in dem Dokument DE 100 27 750 C5 beschrieben. Bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Spindelanordnung ist vorgesehen, dass eine Tandem-Lagerbaugruppe an dem ersten Motor- spindelendabschnitt vorgesehen ist, wobei diese Tandem-Lagerbaugruppe zwei gleichgerichtet nebeneinander angeordnete Lager aufweist. In einem mittleren Bereich der Motorspindel zwischen dem ersten und zweiten Motorspindelendabschnitt ist ein weiteres Lager angeord- net, das zu der Tandem-Lagerbaugruppe an dem ersten Motorspindelendabschnitt verspannt ist. Am zweiten Motorspindelendabschnitt, der - bei im Spindelgehäuse aufgenommener Spindelanordnung in axialer Richtung betrachtet - weit von der Aufnahmeöffnung entfernt in dem Aufnahmeraum innerhalb des Spindelgehäuses liegt, ist ein weiteres Lager vorgesehen, das in einer X-Anordnung relativ zu dem mittleren Lager ausgebildet ist. Dieses weitere Lager nahe dem zweiten Motorspindelendabschnitt ist über eine Tellerfederanordnung in Richtung auf die erste Lagerbaugruppe zu verspannt. Dadurch ergibt sich insgesamt eine Situation hinsichtlich der Lagerverspannung, die Undefiniert ist und sowohl beim Transport als auch beim Betrieb der in diesem Stand der Technik beschriebenen Motorspindel keine hinreichend zufriedenstellende Lagerung bietet. Darüber hinaus werden die Spannkräfte zur Lagerverspannung über den Rotor als Druckkräfte übertragen, was sich in der Praxis als nachteilig erwiesen hat.
Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorspindel der ein¬ gangs bezeichneten Art sowie ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Motorspindel bereitzustellen, wobei bei zuverlässiger und fehlerfreier Montage eine hinreichende und dauerhafte Verspannung der Lageranordnung im Betrieb zum Erzielen einer hohen Lagergüte gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass die Vorspannvorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die axialen Spannkräfte auf die verspannte Lagerbaugruppe derart ausübt, dass die axialen Spannkräfte von der anderen der ersten und zweiten Lagerbaugruppe weg gerichtet sind.
Die Erfindung sieht vor, dass die erste Lagerbaugruppe und die zweite Lagerbaugruppe relativ zueinander in einer Weise verspannt sind, dass die durch die Lagerverspannung auftretenden Spannkräfte innerhalb des Rotors als Zugkräfte über den Rotor von der einen Lageranordnung zu der anderen übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Verspannung innerhalb der Lageranordnung zwischen ihren Lagerbaugruppen besser bei der Montage der Motorspindel und beim Einsetzen in das Spindelgehäuse einstellbar ist. Darüber hinaus lässt sich, wie im Folgenden noch im Detail erläutert, auf diese Art und Weise mit relativ einfachen Mitteln eine Transportsicherung für die Motorspindel vorsehen.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass jede der ersten und zweiten Lagerbaugruppe jeweils lediglich ein einseitig axial belastbar ausgebildetes Wälzlager auf weist, wobei die beiden Lagerbaugruppen axial zueinander verspannt oder verspannbar sind. Bei dieser im Grunde einfachsten Lageranordnung, bei der die beiden Lagerbaugruppen jeweils lediglich ein einseitig axial belastbar ausgebildetes Wälzlager aufweisen, gilt ebenfalls das erfindungsgemäße Prinzip, wonach die beiden Lagerbaugruppen derart zueinander verspannt sind, dass die axialen Spannkräfte von der anderen der ersten und zweiten Lager- baugruppe weg gerichtet sind. Mit anderen Worten wirken auch bei dieser einfachsten Aus- führungsform die infolge der Lagerverspannung auftretenden Spannkräfte innerhalb des Rotors als Zugkräfte.
In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Motorspindel ist vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden Lagerbaugruppen eine Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager aufweist, die innerhalb der jeweiligen Lagerbaugruppe hinsichtlich ihrer axialen Belastbarkeit gleichorientiert sind. Durch die Ausgestaltung wenigstens einer der Lagerbaugruppen in Form einer Tandemanordnung kann die Lagergüte weiter verbessert werden.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Motorspindel vor, dass die Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager in wenigstens einer der beiden Lagerbaugruppen axial mit der jeweils anderen Lagerbaugruppe verspannt ist. Die axiale Verspannung erfolgt dabei nach dem vorstehend geschilderten Prinzip, sodass innerhalb des Rotors zwischen den beiden zueinander verspannten Lager- baugruppen im wesentlichen lediglich Zugkräfte auftreten.
Eine hinsichtlich der Lagergüte weiter verbesserte Ausführungsform sieht in diesem Zusammenhang vor, dass beide Lagerbaugruppen jeweils eine Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager aufweisen, wobei die beiden Lagerbaugruppen mit ihrer jeweiligen Tandemanordnung axial zueinander verspannt sind.
Dabei kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass lediglich eine der beiden Lagerbaugruppen eine Anordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlagern aufweist, die innerhalb der Lagerbaugruppe axial verspannt sind.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Motorspindel in einer Weiterbildung derart ausgebildet, dass das einseitig axial belastbare Wälzlager in Form eines einreihigen oder mehrreihigen Schrägkugellagers oder Schulterkugellagers oder Kegelrollenlagers ausgebildet ist.
Um die erforderliche Verspannung der Lagerbaugruppen innerhalb der Lageranordnung herzustellen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Vorspannvorrichtung die wenigstens eine Lagerbaugruppe axial gegenüber dem Lagergehäuse oder einer anderen Komponente der Spindelanordnung vorspannt. Dabei ist es möglich, eine Verspannung durch Bereitstellung einer Reaktionskraft unmittelbar an dem Lagergehäuse oder durch die Anbrin- gung zusätzlicher Komponenten zu erzielen, wie beispielsweise zusätzlicher Zug- oder Druckelemente.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Vorspannvorrichtung der zweiten Lagerbaugruppe zugeordnet ist, d. h. derjenigen Lagerbaugruppe, die entfernt von der Aufnahmeöffnung weit innerhalb des sich daran anschließenden Aufnahmeraums angeordnet ist.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Vorspannvorrichtung Federmittel aufweist, die die Lagerbaugruppen in Richtung zur vorgesehenen Belastungsrichtung gegen- einander verspannt. Derartige Federmittel können Druckfedern oder Zugfedern oder eine Anordnung von Tellerfedern oder eine Kombination hieraus sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Federmittel in axialer Richtung durch hydraulisches, magnetisches oder mechanisches Aufbringen von Zugkräften oder Druckkräften wirksam sind. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorspannvorrichtung wenigstens einen federvorgespannten Zuganker oder eine Zugfeder aufweist, der bzw. die die Lageranordnung in vorbestimmter Weise unter Übertragung von Zugkräften axial belastet. Der Zuganker kann beispielsweise als äußeres Lagergehäuse der jeweiligen Lagerbaugruppe ausgebildet sein, wobei dieses äußere Lager- gehäuse die jeweiligen äußeren Lagerschalen der aufgenommenen Kugellager aufnimmt.
Grundsätzlich ist es nicht möglich, dass die Federmittel unmittelbar auf die Lagerbaugruppe wirken. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung können die Federmittel auch unter Vermittlung einer oder weiterer Komponenten die Vorspannung auf die Lageranordnung aufbringen. So ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Federmittel in zur Axialrichtung orthogonaler Richtung unter Vermittlung einer mit dem Lagergehäuse zusammenwirkenden Schrägfläche wirksam sind. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass die Federmittel baulich in einem Bereich untergebracht werden, der für die Montage leichter zugänglich ist. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Vorspannvorrichtung wenigstens einen sphärischen federvorgespannten Druckkörper auf- weist, der in eine Schrägflächenaufnahme einer Lagerbüchse zur Vorspannung in axialer Richtung eingreift.
Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, dass die Lageranordnung mit wenigstens einer federvorgespannten oder/und hydraulisch betätigbaren oder/und pneumatisch betätigbaren Lagerspannvorrichtung für den Betrieb der Motorspindel vorspannbar ist. Wie vorstehend bereits angedeutet, kann die erfindungsgemäße Motorspindel für den Trans- port speziell gesichert werden. Hierzu kann wenigstens eine Transportsicherung vorgesehen sein, welche beim Einsetzen oder bei einer Entnahme der Spindelanordnung aus dem Spin- delgehäuse wenigstens eine der Lagerbaugruppen gegen eine Belastung in Richtung entge- gengesetzt zur vorgesehenen Belastungsrichtung sichert. Mit anderen Worten wird durch die Transportsicherung gewährleistet, dass die Lageranordnung oder einzelne Lagerbaugruppen der Lageranordnung während des Transports oder der Montage der Motorspindel in der Werkzeugmaschine in einer Weise beansprucht werden, in der die Lageranordnung oder einzelne Lagerbaugruppen beschädigt werden können. Insbesondere soll durch die Transportsicherung verhindert werden, dass gleichsinnig angeordnete Lager der einzelnen Lagerbaugruppen während des Transports oder Demontage gegen ihre eigentliche
Belastungsrichtung belastet und dabei zerstört werden. Dies ist gerade bei Schrägkugellagern, Schulterkugellagern oder Rollenkugellagern ein Risiko. Die Transportsicherung sichert die jeweilige Lagerbaugruppe bzw. die gesamte Lageranordnung gegen derartige unbeab¬ sichtigte Belastungen.
In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Transportsicherung die wenigstens eine Lagerbaugruppe axial gegenüber dem Lagergehäuse oder einer anderen Komponente der Spindelanordnung sichert.
Die Erfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine, die mit einer Motorspindel der vorstehend beschriebenen Art ausgebildet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Motor- spindel mit ihrem Spindelgehäuse in die Werkzeugmaschine erstmalig eingesetzt werden kann, wobei dann zum Zwecke der Wartung oder zum Zwecke eines vollständigen Aus- tauschs die Spindelanordnung mit dem Rotor und der Lageranordnung zusammen als Gan¬ zes aus dem Spindelgehäuse entnommen werden können. Dabei verbleibt das
Spindelgehäuse in der Werkzeugmaschine. Derartige Motorspindeln werden auch als Schnellwechselspindeln, im Englischen als Quick-Change-Spindeln bezeichnet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einsetzen und Entnehmen einer Spindelan¬ ordnung aus einem Spindelgehäuse bei einer Motorspindel der vorstehend beschriebenen Art, wobei die Spindelanordnung samt ihrer Lageranordnung aus dem Spindelgehäuse ent¬ nehmbar ist und wobei ferner während des Einsetzens bzw. während des Entnehmens die Lageranordnung durch eine Transportsicherung gegen axiale Fehlbelastungen gesichert ist.
Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass beim erstmaligen Einsetzen der gesamten Motorspindel samt Spindelgehäuse der Rotor relativ zu dem Spin- delgehäuse über die Transportsicherung gesichert ist, um so unerwünschte Belastungen einzelner Lagerbaugruppen entgegen ihrer eigentlich im Betrieb vorgesehenen Belastungs- richtung zu vermeiden. Nach der Montage wird die Transportsicherung gelöst, sodass die Lageranordnung mit ihren einzelnen Lagerbaugruppen einen vorbestimmten Vorspannungs- zustand einnehmen kann, der gegebenenfalls hinsichtlich der Vorspannungskräfte variabel einstellbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine achsenthaltende Schnittansicht einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel;
Fig. 2 eine vereinfachte achsenthaltende Schnittansicht zur Erläuterung des Vorgangs der Entnahme des Rotors aus dem Spindelgehäuse bei einer Motorspindel ent- sprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Halbschnittansicht der ersten Ausführungsvariante nach Figur
1 zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise hinsichtlich der Verspan- nung der Lageranordnung;
Fig. 4 eine schematische Halbschnittansicht der Ausführungsform entsprechend Figur 3 zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Motorspindel bei einer fixierten Transportsicherung;
Fig. 5 eine schematische Halbschnittansicht der Ausführungsform entsprechend Figur 4 zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der Motorspindel bei gelös- ter Transportsicherung, d. h. im Betrieb;
Fig. 6 eine schematische Halbschnittansicht der Ausführungsform entsprechend Figur 5 zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise beim Ausbau der Motor- spindel zur Entnahme aus dem Spindelgehäuse;
Fig. 7 eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funk- tionsweise einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motor- spindel;
Fig. 8 eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise einer dritten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motor- spindel;
Fig. 9 eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funk- tionsweise einer vierten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motor- spindel, mit verschiedenen Gestaltungsoptionen;
Fig. 10 eine achsenthaltende Schnittansicht entsprechend Figur 1 zur Erläuterung des
Aufbaus und der Funktionsweise einer fünften Ausführungsvariante einer erfin- dungsgemäßen Motorspindel;
Fig. 11 eine achsenthaltende Schnittansicht entsprechend Figur 1 zur Erläuterung des
Aufbaus und der Funktionsweise einer sechsten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel;
Fig. 12 eine achsenthaltende Schnittansicht entsprechend Figur 1 zur Erläuterung des
Aufbaus und der Funktionsweise einer siebten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel; und
Fig. 13 eine achsenthaltende Schnittansicht entsprechend Figur 1 zur Erläuterung des
Aufbaus und der Funktionsweise einer achten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel.
In Figur 1 ist eine Motorspindel gemäß der vorliegenden Erfindung in einer achsenthaltenden Längsschnittansicht gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Die Motorspindel 10 erstreckt sich entlang einer Spindellängsachse A und umfasst ein Spindelgehäuse 12 zur stationären Anbringung an einer Werkzeugmaschine, die in Figur 1 lediglich mit einem Aufnahmegehäu- se 14 angedeutet ist. Das Spindelgehäuse 12 weist eine Aufnahmeöffnung 16 auf, an die sich ein Aufnahmeraum 18 anschließt.
Die Motorspindel 10 umfasst ferner eine Spindelanordnung S mit einem Rotor 20, wobei die Spindelanordnung S über die Aufnahmeöffnung 16 in den Aufnahmeraum 18 des Spindelgehäuses 12 eingesteckt ist und in dem Spindelgehäuse 12 über eine Lageranordnung 22 drehbar gelagert ist. Die Lageranordnung 22 weist eine erste Lagerbaugruppe 24, die in Figur 1 links im Bereich der Aufnahmeöffnung 16 gezeigt ist, und eine zweite Lagerbaugruppe 26 auf, die in Figur 1 rechts weit in dem Aufnahmeraum 18 liegend gezeigt ist. Die Lageranordnung 22 mit ihren beiden Lagerbaugruppen 24 und 26 ist integral mit dem Rotor 20 verbunden. Dies bedeutet, dass bei einer Entnahme der Spindelanordnung S mit dem Rotor 20 aus dem Spindelgehäuse 12 die gesamte Lageranordnung 22 mit ihren beiden Lagerbau- gruppen 24 und 26 zusammen mit dem Rotor 20 aus dem Spindelgehäuse 12 entnommen und entsprechend diese integrale Spindelanordnung S auch wieder in der Spindelgehäuse 12 eingesetzt werden kann.
Dies ist zur Verdeutlichung in Figur 2 mit einem Doppelpfeil gezeigt, wobei Details aus Figur 1 zum Teil nicht übernommen und auch nicht näher mit Bezugszeichen versehenen sind.
Wendet man sich wieder Figur 1 zu, so erkennt man, dass das Spindelgehäuse 12 mehrteilig ausgebildet ist. Es setzt sich zusammen aus einem rohrförmigen Körper 30, der an seinem in Figur 1 linken Endabschnitt 32 mit einem flanschartigen Vorsprung 34 versehen ist, mit dem er an dem angedeuteten Aufnahmegehäuse 14 der Werkzeugmaschine in Anlage gebracht und an dieser fest montiert werden kann. Darüber hinaus weist das Spindelgehäuse 12 an seinem in der Werkzeugmaschine aufgenommenen und in Figur 1 rechts angeordneten Endabschnitt 35 einen Trägerring 36 auf, an den ein axialer Abschlusskörper 38 angebracht ist. In diesem ist eine nicht näher gezeigte Drehdurchführung 40 aufgenommen, die mit einer für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht näher relevante Betätigungsein- heit zu Betätigung einer Spannvorrichtung 42 der Motorspindel 10 ausgebildet ist. Hierzu kann auf den Stand der Technik verwiesen werden, aus dem Drehdurchführungen mit Betätigungsvorrichtungen für Spindel-Spannvorrichtungen hinlänglich bekannt sind.
Der Trägerring 36 ist fest im Spindelgehäuse 12 fixiert und nimmt ein Lagergehäuse 44 auf, das im Trägerring 36 radialspielfrei axial verlagerbar ist. Ferner ist im Bereich der zweiten Lagerbaugruppe 26 eine Vorspannvorrichtung V vorgesehen. Um die Vorspannvorrichtung V auszuführen, weist der Trägerring 36 an seiner nach rechts weisenden Stirnfläche in Umfangsrichtung verteilt mehrere axial verlaufende Sacklochbohrungen 46 auf, die darin vorgesehene Druckfedern 48 enthalten. Die Druckfedern 48 wirken auf eine Ringplatte 50, die mittels Befestigungsschrauben 52 mit dem Lagergehäuse 44 fest verschraubt sind. Auf diese Weise wird das Lagergehäuse 44 unter Wirkung der Federkraft der Druckfedern 48 und unter Vermittlung der Ringplatte 50 in Figur 1 nach rechts vorgespannt.
Ferner erkennt man, dass in dem Lagergehäuse 44 der Lagerbaugruppe 26 zwei Schrägkugellager 56 und 58 vorgesehen sind. Diese sind gleichgerichtet angeordnet, d. h. die Belastungsrichtung der äußeren Lagerschalen ist in Figur 1 nach rechts gerichtet, wie durch die strichpunktierte Linien 60, 62 angedeutet. Die beiden Schrägkugellagers 56, 58 sind über Abstandshalter 64, 66 in axialem Abstand voneinander gehalten. Die Vorspannkraft der Druckfedern 48 wird unter Vermittlung des Lagergehäuse 44 auf das Schrägkugellager 56 mittels einer Spannmutter 68 übertragen, sodass das Schrägkugellager 56 in Figur 1 nach rechts vorgespannt wird. Hierfür ist die Spannmutter 68 mit einem zu diesem Zweck vorge- sehenen Außengewinde in ein korrespondierendes Innengewinde in dem Lagergehäuse 44 eingeschraubt ist. Die Spannmutter 68 weist einen entsprechenden axialen Vorsprung 70 auf, mit dem sie an der äußeren Lagerschale des Schrägkugellagers 56 angreift.
Das Schrägkugellager 58 liegt mit seiner inneren Lagerschale axial an einer Anschlaghülse 72 an, die sich über eine Sicherungsmutter 74 an dem Rotor 20 abstützt. Die Sicherungsmutter 74 ist mit einem Innengewindeabschnitt auf einen korrespondierenden Außengewindeab- schnitt des Rotors 20 aufgeschraubt und auf diesem fixiert. Ergänzend sei erwähnt, dass die Sicherungsmutter 74 an ihrem radial äußeren Bereich einen Sicherungsflansch 76 als An- schlag für eine axiale Bewegung des Lagergehäuses 44 bildet. Die Sicherungsmutter 74 spannt über die Anschlaghülse 72 die inneren Lagerschalen der beiden Schrägkugellager 56 und 58 in Figur 1 nach links gegen eine Anschlagstufe 78, die integral auf der Außenumfangsfläche des Rotors 20 ausgebildet ist.
Innerhalb des Spindelgehäuses 12 sind Antriebskomponenten 80 der Statoranordnung der Motorspindel 10 ausgebildet, die nicht weiter beschrieben werden. Radial innerhalb dieser Antriebskomponenten 80 des Stators sind mit einem hinreichenden Radialspalt entsprechende Antriebskomponenten 82 auf dem Rotor 20 ausgebildet.
Wendet man sich wiederum der in Figur 1 links angeordneten ersten Lagerbaugruppe 24 und dem in Figur 1 linken Endabschnitt zu, so erkennt man, dass der Rotor 20 mit einem Trägerring 90 versehen ist, der Schrägkugellager 92 und 94 der Lageranordnung 24 mit ihren äußeren Lagerschalen aufnimmt. Wiederum sind die beiden Schrägkugellager 92 und 94 mit Abstandshaltern in axialem Abstand voneinander gehalten. Ferner erkennt man wiederum die Belastungsrichtung der beiden Schrägkugellager 92 und 94 angedeutet durch strichpunktierte Linien 96, 98. Die äußeren Lagerschalen der beiden Schrägkugellager 92 und 94 werden über einen Sicherungsring 100 gegen eine Durchmesserstufe 102 des Trägerrings 90 gedrückt. Die radial inneren Lagerschalen der beiden Schrägkugellager 92 und 94 werden über einen Anschlagkörper 104 gegen eine Anschlagstufe 106 an der Außenumfangsfläche des Rotors 20 gedrückt.
Figur 2 zeigt, wie die gesamte Spindelanordnung, d.h. der Rotor 20 samt seiner Lageranordnung 22 mit den beiden Lagerbaugruppen 24 und 26, aus dem Spindelgehäuse 12 entnehmbar und in dieses wieder einsetzbar ist. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass Details aus Figur 1 in Figur 2 nicht dargestellt sind. Figur 2 zeigt lediglich das Grundprinzip der Entnahme des Rotors 20 samt seiner integral mit diesem ausgebildeten Lageranordnung 22 aus dem Spindelgehäuse 20 und der Möglichkeit, diese Baugruppe wieder in das Spindelgehäuse 12 einzusetzen. Dabei bleibt das Spindelgehäuse 12 in der Werkzeugmaschine 14 montiert. Wendet man sich nun unter Berücksichtigung von Figur 3 der Vorspannung der Lageranord¬ nung 22 gemäß der Ausführungsform nach Figur 1 zu, so ist folgendes zu beachten. Figur 3 zeigt eine schematische vereinfachte Schnittdarstellung der über der Achse A liegenden oberen Hälfte der Anordnung gemäß Figur 1.
Die beiden Lagerbaugruppen 24, 26 sind jeweils in Form von Tandem- Anordnungen zweier jeweils gleichgerichtet ausgebildeter Schrägkugellager 92 und 94 für den Fall der Lagerbaugruppe 24 und der beiden Schrägkugellager 56 und 58 für den Fall der Lagerbaugruppe 26 ausgeführt. Diese beiden Tandem-Anordnungen der Lagerbaugruppen 24 und 26 sind in einer sogenannten O-Anordnung, gemeinsam also in einer Doppel-O-Anordnung auf dem Rotor angeordnet. Die linke Tandem-Lageranordnung 24 ist in sich axial fest angeordnet. Die in Figur 3 rechte Tandem- Lageranordnung 26 ist über die Federn 48 (in Figur 3 nur eine gezeigt) federvorgespannt, wobei sich die Federn 48 in dem Trägerring 36 abstützen, und die Federkraft auf die Ringplatte 50 ausüben, die wiederum fest mit dem Lagergehäuse 44 verschraubt ist. Über den Abschnitt 68 aus Figur 3, der in Figur 1 als mit dem Lagergehäuse 44 verschraubte Spannmutter 68 gezeigt ist, wird diese von den Federn 48 ausgehende Vorspannkraft auf die äußeren Lagerschalen der beiden Schrägkugellager 56, 58 übertragen. In der Folge wird die Reaktionskraft dieser Vorspannkraft über die Wälzkörper der beiden Schrägkugellager 56 und 58 und die inneren Lagerschalen auf die Sicherungsmutter 74 und über diese in Form von Zugkräften auf den Rotor 20 übertragen. Die Reaktionskräfte der Lageranordnung 22 mit ihren beiden zueinander verspannten Lagerbaugruppen 24 und 26 wirken im Rotor 20 also als Zugkräfte.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht entsprechend Figur 3 zur Erläuterung erfindungsgemäßen Motorspindel bei einer fixierten Transportsicherung. Aufgrund der Verwendung von Tandem-Lageranordnungen 24 bzw. 26, die jeweils nur in einer vorbestimmten Belastungsrichtung belastbar sind und die bei Belastung entgegen dieser vorbestimmten Belastungsrichtung im Transport oder Einbau Schaden nehmen können, sieht die Erfindung die
Verwendung von Transportsicherungen vor. Im vorliegenden Fall sind hierfür sowohl in die das Lagergehäuse 44 als auch in den Trägerring 90 und den Sicherungsring 100 jeweils entsprechend der Darstellung in Figur 4 durchgehende Gewindebohrungen 108, 109 eingebracht. In diese ist zur Transportsicherung jeweils ein Stift 110, 112 eingeschraubt, der sich jeweils an einem entsprechenden Anschlag 114, 116 am Rotor 20 abstützt. Dadurch werden der Trägerring 90 sowie das Lagergehäuse derart relativ zum Rotor abgestützt, dass die Schrägkugellager 56 und 58 sowie 92 und 94 nicht entgegen ihrer vorbestimmten Betriebs- Belastungsrichtung belastet werden können. Eine entsprechende unbeabsichtigte und die Struktur der Lager möglicherweise schädigende axiale Belastung entgegen der vorbestimm- ten Betriebs-Belastungsrichtung wird dadurch für den Transport und die Montage unterbun den. Die Stifte 110, 112 lassen sich nach dem Transport in den Trägerring 90 bzw. das Lagergehäuse 44 einschrauben bzw. ganz entfernen, wodurch sich die Transportsicherung aufheben lässt. Um den Stift 112 zugänglich zu machen, kann es erforderlich sein, hierfür entsprechend Öffnungen vorzusehen, beispielsweise die Öffnung 118 im Abschlusskörper 38 (siehe Figur 1).
Fig. 5 zeigt eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der Motorspindel im Betrieb, d. h. mit gelöster Transportsicherung. Man erkennt in der Darstellung, dass die beiden Stifte 110 und 112 vollständig entfernt wurden. Die Lagerung des Rotors 20 ist nun relativ zum Lagergehäuse schwimmend, jedoch über die Federn 48 vorgespannt, wobei die Verspannung über Zugkräfte im Rotor 20 wirkt.
Fig. 6 zeigt eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der Motorspindel beim Ausbau der Spindelanordnung zur Entnahme aus dem Spindelgehäuse 12. Man erkennt, dass die Ringplatte 50 von dem Lagergehäuse 40 losgelöst. Dies kann beispielsweise bei der Anordnung gemäß Figur 1 durch Lösen der Befestigungsschrauben 52 erfolgen. In der Folge lässt sich dann der Rotor 20 samt der
Lageranordnung 22, die die beiden Lagerbaugruppen 24 und 26 umfasst, aus dem Spindelgehäuse 12 herausziehen. Dabei bleibt die Lagerbaugruppe 26 als Einheit zusammen, d. h. das Lagergehäuse 44 wird zusammen mit dem Rotor 20 mit aus dem Spindelgehäuse 12 herausgezogen.
Fig. 7 zeigt eine schematische Halbschnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel. Diese Ausführungsvariante ist im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsvariante hinsichtlich der Lageranordnung 122 deutlich einfacher ausgebildet. Die beiden Lagerbau gruppen 124, 126 weisen statt einer Tandemanordnung lediglich Einzelkugellager 156 und 194 auf, die in einer O-Anordnung zueinander ausgebildet sind. Diese sind in der vorstehend beschriebenen Art und Weise über die Federn 48, die Ringplatte 50, das als Zugelement wirkende Lagergehäuse 44 und den Zugkräfte übertragenden Rotor 20 miteinander ver spannt.
Fig. 8 zeigt eine schematische Halbschnittansicht einer dritten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel 10. Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 und den hierzu gezeigten schematischen Darstellungen gemäß der Figuren 3-6 besteht hinsichtlich der Figur 8 lediglich darin, dass die Lageranordnung 24 als in sich verspannte O- Anordnung ausgebildet ist, d. h. das Kugellager 92 ist als Schrägkugellager ausgebildet, ebenso wie das Kugellager 94, wobei diese beiden Kugellager entsprechend der Belastungslinien 96, 98 mit zu einander entgegengesetzten vorbestimmten Belastungsrichtungen angeordnet sind. Ferner sind die beiden Lagerbaugruppen 24 und 26 über den Rotor 20 miteinander verspannt, und zwar in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben.
Fig. 9 zeigt eine schematische Halbschnittansicht einer vierten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel 10, mit verschiedenen Gestaltungsoptionen. Dabei ist zunächst festzuhalten, dass die in Strichlinien ausgeführten Lager optional sind. Wendet man sich zunächst der rechten Lagerbaugruppe 26 zu, so erkennt man, dass diese entweder in einer Tandemanordnung mit zwei gleichgerichtet angeordneten Schrägkugellagern 56, 58 ausgebildet werden kann, wie etwa in Figur 8 gezeigt. Alternativ ist es aber auch möglich, das strichliniert gezeigte optionale Schrägkugellager 58 wegzulassen, etwa wie in Figur 7 gezeigt. Wendet man sich der linken Lagerbaugruppe 24 zu, so erkennt man, dass diese mit zwei einander entgegengerichtet ausgebildeten Schrägkugellagern 92, 94 ausgestaltet sein kann, etwa wie in Figur 8 gezeigt. Zusätzlich kann noch ein weiteres Schrägkugellager 130 vorgesehen sein, das in gleicher Belastungsausrichtung zu dem Schrägkugellager 92 ange¬ ordnet wird. Je nach Bedarf können diese Varianten untereinander kombiniert werden.
Fig. 10 zeigt eine achsenthaltende Schnittansicht einer fünften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel, die hinsichtlich des Lageraufbaus im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 1 entspricht. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die die Lageranordnung vorspannenden Vorspannungskräfte über eine andersartige Vorspannvorrichtung V ausgeübt werden. Statt der Sacklochbohrungen 46 und der darin aufgenommenen Federn 48 sieht diese Ausführungsform in dem Trägerring 36 gestufte radiale Bohrungen 140 vor, die einen darin verschiebbaren Vorspannbolzen 142 aufweisen. Auch der Vorspannbolzen 142 ist gestuft ausgebildet und weist einen durchmesserkleineren radialen inneren Abschnitt auf. Über ein Druck-Federelement 144, das sich an einem in die Bohrungen 140 verstellbar eingeschraubtes Abstützelement 146 abstützt, wird jeder Vorspannbolzen 142 jeweils nach radial einwärts federvorgespannt. Jeder Vorspannbolzen 142 weist an seinem radial inneren Ende einen Konus-Abschnitt 148 auf, mit dessen Schrägfläche er an einem äußeren Rand einer radialen Öffnung 150 im Lagergehäuse 44 eingreift. Hierzu kann der Rand der radialen Öffnung 150 im Lagergehäuse 44 leicht angefasst sein. Die Wechselwirkung zwischen dem äußeren Rand der radialen Öffnung 140 und dem Konus-Abschnitt 148 sorgt unter der Federvorspannung der Federelemente 144 dafür, dass das Lagergehäuse in Figur 10 nach rechts vorgespannt wird. Die Wirkung ist innerhalb des Gesamtaufbaus vergleichbar mit der Wirkung der Federelemente 48 gemäß Figur 1. Ferner erkennt man in Figur 10 ein Fluidkanal-System 152, das in einen Ringspalt 154 an der Durchmesserstufe des Vorspannbolzens 142 einmündet. Durch Druckbeaufschlagung des Fluidkanal-Systems 152 kann der Vorspannbolzen 142 entgegen der Federkraft des Druck- Federelements 144 jeweils nach radial außen gepresst werden, um die vorspannende Feder¬ kraft in der Lageranordnung 22 hydraulisch zu verändern, insbesondere zu verringern.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass sich die Federkraft durch Veränderung der Einschraubtiefe der Abstützelement der 146 variieren lässt. Ferner lässt sich die Vorspannkraft hydraulisch verändern.
Fig. 11 zeigt eine achsenthaltende Schnittansicht einer sechsten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel, die ähnlich der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 aufgebaut ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die die Lageranordnung vorspannenden Vorspannungskräfte über eine andersartige Vorspannvorrichtung V ausgeübt werden. Statt der Sacklochbohrungen 46 und der darin aufgenommenen Federn 48 sieht diese Ausführungsform vor, dass in dem Abschlussteil 38 axiale Bohrungen 160 vorgesehen sind, in die Zugfedern 162 eingesetzt sind. In Figur 11 ist im unteren Bildabschnitt die Zugfeder 162 nur über ihre halbe Länge gezeigt. Diese Zugfedern 162 stützen sich mit einem Ankerende 164 und einer Haltehülse 166 an der rechten Stirnfläche des Endabschnitts 35 ab. Die Zugfedern 162 sind mit einem Zughaken 168 in einen am Lagergehäuse 44 ausgebildeten Aufnahmering 170 mit Aufnahmeöffnungen eingehängt und ziehen mit ihrer inhärenten Zugkraft das Lagergehäuse 44 in Figur 11 nach rechts. Dadurch wird auf das Lagergehäuse 44 auf dieselbe Weise eine vorspannende Federkraft ausgeübt, wie mit Bezug auf Figur 1 beschrieben, jedoch statt mit Druckfedern mit Zugfedern. Es werden dieselben Vorteile hinsichtlich der Aufbringung der Lagerverspannung erreicht, wie vorstehend mit Bezug auf Figur 1 beschrieben.
Fig. 12 zeigt eine achsenthaltende Schnittansicht einer siebten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel 10. Diese Ausführungsform ist angelehnt an die sechste Ausführungsform gemäß Figur 11, wobei die Zugkräfte der Vorspannvorrichtung V über als Zuganker ausgebildete Kopfschrauben 180 ausgeübt werden, die stirnseitig in das Lagergehäuse 44 eingeschraubt sind. Die Kopfschrauben 180 sind verlagerbar in Stufenbohrungen 182 aufgenommen, die sich axial durch das Abschlussteil 38 hindurch erstrecken. An einer Durchmesserstufe stützt sich jeweils eine Druckfeder 184 ab, die über die jeweilige Kopfschraube 180 das Lagergehäuse 44 in Figur 12 nach rechts vorspannt.
Diese Anordnung hat dieselben Vorteile, wie vorstehend im Hinblick auf Figuren 1 und 11 beschrieben. Fig. 13 zeigt eine achsenthaltende Schnittansicht einer achten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Motorspindel 10. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Ausführungs- form gemäß Figur 10. Zur Aufbringung der Spannkräfte auf die Lageranordnung 22 sind bei der Vorspannvorrichtung V wiederum in dem Trägerring 36 radiale Bohrungen 190 vorgese- hen. In diese sind Stützbolzen 192 eingeschraubt, an denen sich Druckfedern 194 abstützen. Am radial inneren Ende sind kugelförmige Druckkörper 196 in den Bohrungen 190 aufge- nommen. Diese drücken in eine im Profil V-förmige umlaufende Nut 198 am Lagergehäuse 44, deren Öffnungswinkel etwa 120° beträgt. Durch die Wechselwirkung zwischen dem radial einwärts federvorgespannten kugelförmigen Druckkörper 196 und die in Figur 13 rechts liegende Schrägfläche der Nut 198 wird das Lagergehäuse 44 unter der Wirkung der Druckfedern 194 in Figur 13 wiederum nach rechts vorgespannt. Dies hat denselben Effekt hinsichtlich der Lagervorspannkräfte, wie vorstehend mit Bezug auf Figur 10 beschrieben. Es versteht sich, dass die einzelnen Ausführungsformen jeweils zusätzlich mit den vorste- hend beschriebenen Vorkehrungen zur Transportsicherung ausgeführt werden können.
Erfindungsgemäß erhält man bei allen Ausführungsformen eine Motorspindel 10 mit einer einfachen O-Lageranordnung oder einer Tandem-O-Tandem-Lageranordnung, wobei die Erfindung in jeder Ausführungsform einen vorteilhaften Kraftfluss der Lagervorspannkräfte über den Rotor 20 vorsieht. Bei allen Ausführungsformen werden die Lagerkräfte über den Rotor 20 als Zugkräfte übertragen.

Claims

Ansprüche
1. Motorspindel (10) für eine Maschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine (14), umfassend:
- ein Spindelgehäuse (12) zur stationären Anbringung an der Maschine, wobei das Spindelgehäuse (12) eine Aufnahmeöffnung (16) und einen sich daran anschließenden Aufnahmeraum (18) aufweist,
- eine entlang einer Spindellängsachse (A) über die Aufnahmeöffnung (16) in den Aufnahmeraum (18) des Spindelgehäuses (12) einsetzbare und aus dieser entnehmbare Spindelanordnung (S) mit einem in einer integrierten Lageranordnung (22) relativ zum Spindelgehäuse (12) drehbar gelagerten Rotor (20),
wobei die Lageranordnung (22) bei einer Entnahme der Spindelanordnung (S) aus dem Spindelgehäuse (12) zusammen mit dem Rotor (12) entnehmbar ist,
wobei die Lageranordnung (22) eine erste Lagerbaugruppe (24) aufweist, die - bei im Spindelgehäuse (12) aufgenommener Spindelanordnung (S) in axialer Richtung betrachtet - an einem ersten Motorspindelendabschnitt nahe der Aufnahmeöffnung (16) angeordnet ist, und eine zweite Lagerbaugruppe (26) aufweist, die - bei im Spindelgehäuse (12) aufgenommener Spindelanordnung (S) in axialer Richtung betrachtet - an einem zweiten Motorspindelendab¬ schnitt von der Aufnahmeöffnung (16) entfernt in dem Aufnahmeraum (18) angeordnet, wobei sich der Rotor (20) über diese Lageranordnung (22) relativ zu dem Spindelgehäuse (12) abstützt,
wobei die Spindelanordnung (S) ein Lagergehäuse (44) zur Kopplung mit dem Spindelgehäu¬ se (12) aufweist, das einer der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24, 26) zugeordnet ist, wobei jede der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24, 26) mit wenigstens einem einseitig axial belastbaren Wälzlager (56, 58, 92, 94) ausgebildet ist,
wobei wenigstens eine der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24, 26) lediglich einseitig axial belastbar ausgebildet und über eine axiale Spannkräfte auf bringende Vorspannvorrichtung (V) verspannt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (V) derart ausgebildet ist, dass sie die axialen Spannkräfte auf die verspannte Lagerbaugruppe (26) derart ausübt, dass die axialen Spannkräfte von der anderen der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (24) weg gerichtet sind.
2. Motorspindel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass jede der ersten und zweiten Lagerbaugruppe (124, 126) jeweils lediglich ein einseitig axial belastbar ausgebildetes Wälzlager (156, 194) aufweist, wobei die beiden Lagerbau¬ gruppen (124, 126) axial zueinander verspannt oder verspannbar sind.
3. Motorspindel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der beiden Lagerbaugruppen (24, 26) eine Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager (56, 58, 92, 94) aufweist, die innerhalb der jeweiligen Lagerbaugruppe (24, 26) hinsichtlich ihrer axialen Belastbarkeit gleichorientiert sind.
4. Motorspindel (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager (56, 58, 92, 94) in wenigstens einer der beiden Lagerbaugruppen (24, 26) axial mit der jeweils anderen Lagerbaugruppe (24, 26) verspannt ist.
5. Motorspindel (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass beide Lagerbaugruppen (24, 26) jeweils eine Tandemanordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlager (56, 58, 92, 94) aufweisen, wobei die beiden Lagerbaugruppen (24, 26) mit ihrer jeweiligen Tandemanordnung axial zueinander verspannt sind.
6. Motorspindel (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass lediglich eine der beiden Lagerbaugruppen (24, 26) eine Anordnung zweier einseitig axial belastbarer Wälzlagern aufweist, die innerhalb der Lagerbaugruppe (24, 26) axial verspannt sind.
7. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einseitig axial belastbare Wälzlager (56, 58, 92, 94) in Form eines einreihigen oder mehrreihigen Schrägkugellagers oder Schulterkugellagers oder Kegelrollenlagers ausgebildet ist.
8. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (V) die wenigstens eine Lagerbaugruppe (24, 26) axial gegenüber dem Lagergehäuse (44) oder einer anderen Komponente der Spindelanordnung (S) vorspannt.
9. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Vorspannvorrichtung (V) der zweiten Lagerbaugruppe (26, 126) zugeordnet ist,
10. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (V) Federmittel (48, 144, 162, 184) aufweist, die die Lagerbaugruppen (24,26) in Richtung zur vorgesehenen Belastungsrichtung gegeneinander verspannt.
11. Motorspindel (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel in axialer Richtung durch hydraulisches, magnetisches oder mechanisches Aufbringen von Zugkräften oder Druckkräften wirksam sind.
12. Motorspindel (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorspannvorrichtung (V) wenigstens einen federvorgespannten Zuganker (180) oder eine Zugfeder (184) aufweist, der bzw. die die Lageranordnung (22) in vorbestimmter Weise unter Übertragung von Zugkräften axial belastet.
13. Motorspindel (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (144, 194) in zur Axialrichtung orthogonaler Richtung unter Vermittlung einer mit dem Lagergehäuse (44) zusammenwirkenden Schrägfläche (148, 198) wirksam sind.
14. Motorspindel (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvor- richtung (V) wenigstens einen sphärischen federvorgespannten Druckkörper (196) aufweist, der in eine Schrägflächenaufnahme (198) dem Lagergehäuse (44) zur Vorspannung in axia- ler Richtung eingreift.
15. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net,
dass die Lageranordnung (22) mit wenigstens einer federvorgespannten oder/und hydraulisch betätigbaren oder/und pneumatisch betätigbaren Lagerspannvorrichtung für den Betrieb der Motorspindel (10) vorspannbar ist.
16. Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Transportsicherung (110, 112), welche beim Einsetzen oder bei einer Entnahme der Spindelanordnung (S) aus dem Spindelgehäuse (12) wenigstens eine der Lagerbaugruppen (24, 26) gegen eine Belastung in Richtung entgegengesetzt zur vorgesehenen Belastungsrichtung sichert.
17. Motorspindel (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportsicherung (110, 112) die wenigstens eine Lagerbaugruppe axial gegenüber dem Lagergehäuse (44) oder einer anderen Komponente der Spindelanordnung (S) sichert.
18. Werkzeugmaschine (12), ausgebildet mit einer Motorspindel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
19. Verfahren zum Einsetzen und Entnehmen einer Spindelanordnung (S) aus einem Spindelgehäuse (12) bei einer Motorspindel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Spindelanordnung (S) samt ihrer Lageranordnung (22) aus dem Spindelgehäuse (12) entnehmbar ist und wobei ferner während des Einsetzens bzw. während des Entnehmens die Lageranordnung (22) durch eine Transportsicherung gegen axiale Fehlbelastungen gesichert ist.
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