DD284627A5

DD284627A5 - DEVICE FOR THE THERMAL STABILIZATION OF A WORKING SPINDLE STORAGE

Info

Publication number: DD284627A5
Application number: DD32921489A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Hesse
Original assignee: Veb Werkzeugmaschinenfabrik "Hermann Matern",Dd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1990-11-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur thermischen Stabilisierung einer Arbeitsspindellagerung, beispielsweise einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Drehmaschine, bei der die in den Spindellagerungen auftretende Waerme abgefuehrt wird. Ziel der Einrichtung ist es, eine Arbeitsspindellagerung zu schaffen, bei der zur Gewaehrleistung einer hohen Arbeitsgenauigkeit die an den Spindellagerungen auftretende Waerme ohne aufwendige Installation eines Kuehlkreislaufes abgefuehrt bzw. kompensiert werden kann. Dies wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht, dasz im Bereich der Spindellagerungen eine oder mehrere von elektrischem Strom durchflossene Peltier-Effekt-Einrichtungen angeordnet sind. Figur{Arbeitsspindel; Arbeitsspindellagerung; Werkzeugmaschine; Drehmaschine; Stabilisierung, thermisch; Arbeitsgenauigkeit; Peltier-Effekt-Einrichtung}The invention relates to a device for the thermal stabilization of a work spindle bearing, for example a work spindle of a machine tool, in particular a lathe, in which the heat occurring in the spindle bearings is dissipated. The aim of the device is to provide a work spindle bearing, in order to ensure a high working accuracy occurring at the spindle bearings heat dissipated or compensated without expensive installation of a cooling circuit. This is achieved according to the invention by arranging one or more Peltier-effect devices through which electric current flows in the area of the spindle bearings. FIG {work spindle; Work spindle bearing; Machine tool; Lathe; Stabilization, thermal; Working accuracy; Peltier-effect device}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

field of use

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur thermischen Stabilisierung einer Arbeitsspindellagerung, beispielsweise einer Arbeitsspindellagerung von Werkzeugmaschinen, insbesondere von Drehmaschinen, bei der die während des Betriebes in den Spindellagerungen entstehende Wärme abgeführt wird.The invention relates to a device for the thermal stabilization of a work spindle bearing, for example, a work spindle bearing of machine tools, in particular of lathes, in which the heat generated during operation in the spindle bearings heat is dissipated.

Characteristic of known technical solutions

Das thermische Verhalten einer Spindellagerung von Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, insbesondere von Drehmaschinen, ist neben der Laufgenauigkeit sowie der statischen und dynamischen Steifigkeit der Arbeitsspindel für die Arbeitsgenauigkeit der Werkzeugmaschine insgesamt von ausschlaggebender Bedeutung.The thermal behavior of a spindle bearing of work spindles of machine tools, in particular of lathes, in addition to the running accuracy and the static and dynamic stiffness of the work spindle for the working accuracy of the machine tool as a whole is of crucial importance.

Die thermischen Verlagerungen der Arbeitsspindel wirken sich immer dann besonders ungünstig auf die Arbeitsgenauigkeit aus, wenn sich auf Grund des Temperaturgefälles der im Kraftfluß liegenden Bauteile Verlagerungen an der Zerspanungsstelle ergeben, die durch die Maschinensteuerung nicht immer kompensierbar sind.The thermal displacements of the work spindle always have a particularly unfavorable effect on the working accuracy if, due to the temperature gradient of the components lying in the power flow, displacements occur at the cutting point which can not always be compensated by the machine control.

Zur Verminderung bzw. Kompensation dieser thermisch bedingten Einflüsse sind verschiedene Lösungen bekannt.Various solutions are known for reducing or compensating for these thermally induced influences.

Ein Lösungsprinzip besteht darin, die Arbeitsspindellagerung in einen Schmierölkreislauf unter Nutzung des Schmieröles als temperaturausgleichendes bzw. temperaturregulierendes Medium einzubeziehen und über Wärmetauscher auf ein erforderliches Temperaturniveau auszuregeln (DD-PS 207167, SU-US 347167, DE-OS 2055562 u.a.).A solution principle is to include the work spindle bearing in a lubricating oil circuit using the lubricating oil as a temperature-equalizing or temperature-regulating medium and heat exchanger to a required temperature level (DD-PS 207167, SU-US 347167, DE-OS 2055562 u.a.).

Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß sowohl ein temperaturregelbarer Schmierölkreislauf maschinenseitig Voraussetzung ist als auch ein zusätzlicher anlagentechnischer Aufwand installiert werden muß.The disadvantage of these solutions is that both a temperature-controlled lubricating oil circuit machine side condition is required as well as an additional equipment expense must be installed.

Moderne Werkzeugmaschinen verfügen jedoch zunehmend über mit Fettschmierungen für die gesamte Betriebszeit versorgte Arbeitsspindellagerungen, so daß temperaturableitende Medien nicht zur Verfügung stehen.However, modern machine tools have increasingly provided with grease lubrication for the entire operating time work spindle bearings, so that temperature-dissipating media are not available.

In der Kühl-und Kältetechnik ist allgemein bekannt, durch Bereitstellung kalter Stoffe bzw. Körper, z.B. Zirkulation eines Kältemittels in einem Kreislauf, anderen Stoffen Wärme zu entziehen.In refrigeration and refrigeration, it is well known to provide cold matter, e.g. Circulation of a refrigerant in a circuit to extract heat from other substances.

Die Installation eines Kältekreislaufes zur Senkung des Temperaturniveaus in Funktionseinheiten von Werkzeugmaschinen bedingt jedoch zu hohe konstruktive, insbesondere sicherheitstechnische Aufwendungen.The installation of a refrigeration cycle to reduce the temperature level in functional units of machine tools, however, requires too high structural, in particular safety-related expenses.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Arbeitsspindellagerung zu schaffen, die eine hohe Arbeitsgenauigkeit gewährleistet und bei der die an den Spindellagern auftretende Wärme mit relativ wenig Aufwand abgeleitet bzw. kompensiert werden kann.The aim of the invention is to provide a work spindle bearing, which ensures a high working accuracy and in which the heat occurring at the spindle bearings can be derived or compensated with relatively little effort.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, an den Spindellagern der Arbeitsspindel Einrichtungen zur Abführung bzw. Konstanthaltung der Wärme vorzusehen, die keinen Kühlkreislauf erforderlich machen.The object of the invention is to provide on the spindle bearings of the work spindle facilities for removal or constant maintenance of heat, which do not require a cooling circuit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Spindellagerungen eine oder mehrere von elektrischem Strom durchflossene Peltier-Effekt-Einrichtungen angeordnet sind.According to the invention the object is achieved in that one or more of electric current flowing through Peltier effect devices are arranged in the spindle bearings.

Vorzugsweise sind die Peltier-Effekt-Einrichtungen an den für die Werkstückgenauigkeit maßgeblichen Bereichen der Lagerungen angeordnet.Preferably, the Peltier effect devices are arranged on the decisive for the workpiece accuracy areas of the bearings.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind an den Spindellagern Temperaturfühler vorgesehen, die mit einer den elektrischen Strom reaelbaren Versoraunaseinrichtuna in Verbindung stehen.In a further embodiment of the invention, temperature sensors are provided on the spindle bearings, which are in communication with a Versoraunaseinrichtuna that can be implemented in the electrical current.

Vorteil der Erfindung ist, daß mittels an den Werkzeugmaschinen vorhandener elektrischer Versorgungseinrichtungen und unter Nutzung des Effekts der thermoelektrischen Wärmeabführung die sehr hohen Wärmebelastungen unterzogenen Arbeitsspindellagerungen mit relativ geringem Aufwand thermisch stabil gehalten werden können.Advantage of the invention is that by means of existing on the machine tools electrical utilities and using the effect of thermoelectric heat dissipation, the very high heat loads subjected work spindle bearings can be kept thermally stable with relatively little effort.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Anordnung einer Arbeitsspindellagerung einer nicht näher dargestellten Werkzeugmaschine.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows an arrangement of a work spindle bearing a machine tool, not shown.

Die Arbeitsspindellagerung besteht beispielsweise aus einer Arbeitsspindel 1 mit den Spindellagern 2 und 3. Im Bereich der Spindellager 2 und 3 ist je eine Peltier-Effekt-Einrichtung 4 und 5 angeordnet, die mit einer nicht näher dargestellten Stromversorgungseinrichtung 6 elektrisch verbunden sind. Zur Messung der Lagertemperaturen sind Kontaktthermometer 7 und 8 vorgesehen.The work spindle bearing consists for example of a work spindle 1 with the spindle bearings 2 and 3. In the spindle bearings 2 and 3, a Peltier effect device 4 and 5 is arranged, which are electrically connected to a power supply means 6, not shown. For measuring the storage temperatures, contact thermometers 7 and 8 are provided.

Tritt eine Erwärmung der Spindellager 2; 3 ein, werden über die an sich bekannten Kontaktthermometer 7; 8 die Peltier-Effekt-Einrichtungen 4; 5 mit der Stromversorgungseinrichtung 6 verbunden. Durch Fließen eines elektrischen Stromes wird die an den Spindellagern 2 und/oder 3 über dem erforderlichen Temperaturniveau liegende Wärme abgeführt bzw. eine Lageabweichung X der Arbeitsspindel 1 kompensiert.If there is a heating of the spindle bearings 2; 3, are on the known contact thermometer 7; 8 the Peltier effect devices 4; 5 connected to the power supply device 6. By flowing an electric current lying on the spindle bearings 2 and / or 3 above the required temperature level heat dissipated or compensated for a positional deviation X of the work spindle 1.

Claims

1. A device for the thermal stabilization of the spindle bearings of work spindles of a machine tool, in particular of lathes, in which the heat generated in the spindle bearings is dissipated, characterized in that in the region of the spindle bearings (2, 3) one or more of electric current traversed Peltier Effect devices (4; 5) are arranged.

2. Device for the thermal stabilization of the spindle bearings of work spindles according to claim 1, characterized in that the Peltier effect devices (4; 5) are arranged on the parts of the spindle bearings (2;

3. Device for thermal stabilization of the spindle bearings of work spindles according to claims 1 and 2, characterized in that on the spindle bearings (2; 3) temperature sensors (7; 8) are provided, which are connected to a supply of electric current (6) in combination stand.