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Dokumentenidentifikation DE19608597B4 04.08.2005
Titel Spindel zur aerostatischen Lagerung eines schnelldrehenden Werkzeugs
Anmelder Wanger, Gerhard, Dipl.-Ing., 91722 Arberg, DE
Erfinder Wanger, Gerhard, Dipl.-Ing., 91722 Arberg, DE
DE-Anmeldedatum 06.03.1996
DE-Aktenzeichen 19608597
Offenlegungstag 11.09.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.08.2005
IPC-Hauptklasse F16C 32/06
IPC-Nebenklasse D01H 4/12   D01H 7/04   

Beschreibung[de]

Im Hauptpatent DE 44 42 384 C1 ist eine Spindel zur aerostatischen Lagerung eines Spinnrotors beschrieben. In der ersten Zusatzanmeldung DE 195 28 452 wird bemerkt, daß diese Art der Lagerung auch für andere schnelldrehende Werkzeuge geeignet ist. In der zweiten Zusatzanmeldung 195 38 624 wird ein zusätzlich aerostatisch radiales Lager angebracht, was eine höhere Belastbarkeit der Lager bewirkt. In der dritten Zusatzanmeldung DE 195 43 175 werden die aerostatischen Lager getrennt und elastisch im Spindelgehäuse befestigt, wodurch eine günstigere Kräfteverteilung erzielt wird. Bei der dort beschriebenen Ausführungsform werden zur elastischen Befestigung der Lager dünne Scheiben eingesetzt und um eine Ausrichtung der Lager zueinander zu erreichen, werden die Scheiben in das Spindelgehäuse eingeklebt.

Es wurde nun gefunden, daß es vorteilhaft ist die aerostatischen Lager in Gummiringen zu befestigen, und sie dabei so weich aufzuhängen, daß die aerostatische Kraft für eine Ausrichtung der Lager zueinander ausreicht, und somit auf das Einkleben der Lager verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist die kleine Baugröße der Spindel, da die Gummiringe nur wenig Platz beanspruchen.

Günstig ist es, die Lager jeweils in der Mitte in den Gummiringen aufzuhängen, da dort die höchste resultierende radiale Gesamtkraft des Lagers liegt.

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung eines Spinnrotors.

Hier ist ein Spinnrotor 1 dargestellt, der durch eine schnell lösbare Verbindung 2 am Ende eines freischwingenden Fortsatzes 3 befestigt ist. An diesem Ende befindet sich noch ein Gleitlager 8, das die Schwingungsausschläge beim Durchfahren der ersten Eigenschwingung des freischwingenden Fortsatzes 3 begrenzt. Das Gleitlager 8 ist anhand von O-Ringen im Deckel 9 aufgehängt und der Deckel 9 ist in das Spindelgehäuse 12 eingepreßt.

Die aerostatisch im Gehäuse in radialer und axialer Richtung gelagerte Welle besteht aus zwei Lagerteilen 4, 6, die durch das Antriebselement 5 miteinander verbunden sind. Über dieses Antriebselement 5 läuft ein Flachriemen, der radiale Kräfte ausübt. Die zwei Lagerteile 4, 6 der Welle sind durch eine Preßverbindung im Bereich des Antriebselements 5 miteinander verbunden. Der hintere Lagerteil der Welle 6 und der freischwingende Fortsatz 3 sind aus einem Teil hergestellt. Am hinteren Lagerteil der Welle 6 ist eine Scheibe 13 durch eine Preßverbindung angebracht, die zur axialen Lagerung der Welle in beide Richtungen dient.

Die beiden Lager 7, 10 bestehen jeweils aus zwei Ringen, die ineinander gepreßt sind. Zwischen den beiden Ringen befindet sich ein Spalt, der für die Luftzuführung des aerostatisch radialen Lagers notwendig ist. Jedes Lager 7, 10 besitzt einen Luftanschluß. Zwischen den Lagern und der Welle entsteht der radiale Lagerspalt, der sehr eng ist (8 bis 12 &mgr;m) und deshalb hohe Fertigungsgenauigkeiten erfordert.

Die beiden aerostatischen Lager 7, 10 sind durch O-Ringe 11 im Spindelgehäuse 12 weich aufgehängt. Damit die O-Ringe eine axiale Fixierung besitzen, wird jeweils auf dem Lager und in die Bohrung des Spindelgehäuses eine Nut eingearbeitet.

Das hintere Lager 7 bildet zusammen mit den O-Ring 11 und dem Abschlußdeckel 14 einen Druckraum, wodurch auf das aerostatische Axiallager eine Vorspannkraft wirkt, so daß es Kräfte in beide Richtung aufnehmen kann. Der Druck wird durch eine Drossel 15 erzeugt, die sich im Abschlußdeckel 14 befindet. Die Drossel 15 besteht aus einem Stopfen mit porösem Material.

Zur elastischen Aufhängung der Lager im Spindelgehäuse sind außerdem geeignet: weiche Kunststoffringe, Silikonringe, Ringe aus Schaumstoff usw..


Anspruch[de]
  1. Spindel zur aerostatischen Lagerung eines schnelldrehenden Werkzeugs, bestehend aus einer rotierenden Welle, die aerostatisch in mindestens zwei Lagern in axialer und radialer Richtung gelagert ist, wobei die Welle einen freischwingenden Fortsatz aufweist, an dessen einem Ende das Werkzeug angebracht ist und die Lagerung dieses Fortsatzes am werkzeugseitigen Ende durch ein als Gleit- oder Wälzlager ausgebildetes Lager erfolgt, wobei dieses Lager mindestens das zweifache Lagerspiel der aerostatisch radialen Lagerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei aerostatischen Lager (7, 10) jeweils durch elastische Ringe (11) im Spindelgehäuse (12) befestigt sind.
  2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gummiringe zur elastischen Befestigung der zwei Lager (7, 10) verwendet werden.
  3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß O-Ringe (11) als Gummiringe eingesetzt werden.
  4. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummiring (11) zusammen mit dem Lager (7) und einem Abschlußdeckel (14) einen Druckraum abdichtet, der auf das aerostatisch axiale Lager eine Vorspannkraft ausübt.
  5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch eine Drossel im Abschlußdeckel (14) erzeugt wird.
  6. Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung durch einen Stopfen (15) aus porösem Material erfolgt.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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