DE2110734A1 - Federndes hydrodynamisches Dreipunktlager - Google Patents

Description

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PATENTANWALT

4, März 1971 Anw.-Akte: 75.306

PATENTANMELDUNG S» S» 525555SS 55 5555 55S5S* S. 55 55E«S5 S* StSeSeSS 55 55 SSS* 5SSeSS SIS* Sr S. SS-SSSISSSeS* 55 55 S* 55 S* 55 SS S* SI «S*S SSSS 55S*55 ■£ 5555SBSSSKSSSSSHCSSSSvSkSv ^5 Anmelder: TOS Hostivar, narodηi podnik, Praha - Hostivaf, Dolnomecholupskö 209 g

¹¹ Federndes hydrodynamisches Dreipunktlager "

Die Erfindung betrifft ein federndes hydrodynamisches Dreipunktlager mit einer Dreipunktdeformation der Buchse, das zur genauen Lagerung der Spindel von Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen bestimmt ist.

Die bisher bekannten hydraulischen Lager, die am häufigsten angewendet werden, sind Lager mit dem fest eingestelltem Spiel, das f durch Verschiebung der Lagerbuchsen in die Kegelöffnungen des Spindelstockkörpers eingestellt wird. Ein Hauptnachteil dieser Lager ist das fest eingestellte Spiel, das den brauchbaren Bereich der Drehzahl der Spindel begrenzt. Die andere Lösung durch federnde Dreipunktlager beseitigt zwar den Nachteil des fest eingestellten Spieles, weist aber eine Reihe von anderen Nachteilen auf. Die Reibung der festen stutzen gegen den Körper verhindert eine symmetrische Deformation des Lagerbuches, wag bei diesem Lager durch eine ver-

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hältnismäßig komplizierte Konstruktionslösung mit Hilfe der Schweißung der einzelnen Teile beseitigt wird, Durch den Einfluß der Schweißung der Pfanne ändert sich in großem Bereich die Steifheit der eigentlichen Pfanne im Bereich von 50 bis 250 %, was vom Funktionsstandpunkt bei Deformation der Pfanne durch die Feder durchaus nicht entspricht. Durch den Einfluß der verschiedenen Steifheit der Pfanne kann die Vorspannkraft der Feder eindeutig bestimmt werden und es ist nötig, das Lager mühsam einzustellen, was große Fachkenntnisse verlangt. Durch den Einfluß der Schweißung, die auf dem fertigen Lagerguß ausgeführt wird, kommt es oft zur Entfernung des Lagergusses von der Buchse. Durch die Schweißung wird zudem in die Pfanne eine beträchtliche Spannung eingebracht, so daß sich die Pfannen mit der Zeit deformieren. Deshalb ist es nötig, diese Spannungen durch Glühen zu beseitigen. Die Schlacke und der Zunder werden aus der Buchse nur mit großem Arbeitsaufwand beseitigt, eine vollkommene Beseitigung ist sogar fast unmöglich. Der Zunder ist eine Quelle von Unreinigkeiten, sie werden mit dem Schmieröl ausgespült und durch ihre Einwirkung kommte es oft zum Fressen des Lagers. Das Teil ist sehr schwierig herzustellen, obgleich es in Vorrichtung gebaut wird; seine Spannung ist zudem sehr problematisch und es kommt zu einer großen Zahl von Abfallstücken. Die Schweißung garantiert nicht eine gleiche Nachgiebigkeit der Buchsen, die den Grundeinfluß auf die richtige Funktion des Lagers haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile durch die Konstruktion einer neuen hydrodynamischen Dreipunktlagerung auszuschalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die symmetrische Buchse symmetrisch an drei Stellen abgestützt wird.

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Dabei ist en einer Stelle axial und tangential ein Vorspannelement angeordnet, während an den anderen beiden Stellen freie Walzelemente zur Lagerung dienen. Die Zapfen der freien Wälzelemente fuhren zusammen mit den Zapfen des Vorspannelementes durch öffnungen in den Seitendichtungsringen mit Spiel, wo sie durch Dichtungen abgedichtet sindo Diese Dichtungen dienen gleichzeitig der Ermöglichung einer Teilumdrehung und dem Abwälzen der Wälzelemente bei einer Deformation der Lagerbuchse ohne einer Deformation der Dichtungsringe zu verursachen·

Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten Lagers besteht darin, daß mittels des Vorspannelementes und des zylindrischen Vorsprunges durch die Feder auf die Lagerbuchse eine Vorspannkraft ausgeübt wird, die durch die Anordnung des federnden Lagers gleichmäßig in der Lagerbuchse verteilt wird. Durch die Verteilung wird eine symmetrische Deformation erreicht, die keine technologischen Schwierigkeiten hervorrufen. Auch die Herstellung des Lagers ist einfach, seine Funktion robust, widerstandsfähig und zuverlässige

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen*

Figur 1 einen Querschnitt durch das Lager nach der Ebene B-B der Figur 2,

Figur 2 einen Längsschnitt durch das Lager nach der Linie A-A der Figur 1,

Figur 3 eine schematische Ansicht auf das Lager im Grundriß.

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Wie es aus Figur 1 und 2 ersichtlich ist, ist auf der Spindel 2 die Lagerbuchse 3 aufgesteckt, die an drei Stellen gestutzt wird. In dem oberen Teil des Spindelstockkörpers 1 ist eine zylindrische öffnung 16 angebracht, in der eine Vorspannfeder 7 gelagert ist, die an Federstütze 6 anliegt, die durch ihren zylindrischen Vorsprung 17 fest in dem Vorspannelement 5 sitzt· Das Vorspannelement 5 ist als prismatischer Körper ausgebildet, dessen Unterfläche an der Lagerbuchse 3 genau anliegt und mit der sie mindestens in zwei Mantellinien in Berührung sein muß, damit eine vollkommene Kraftübertragung der Feder 7 auf diese Lagerbuchse 3 gesichert ist. Dadurch wird die erste Stützstelle der Lagerbuchse 3 bestimmt. Zwischen dem Vorspannelement 5 und der Lagerbuchse 3 ist an ihrer Berührungsstelle eine Sicherungsfeder 8 eingesetzt,8ie die axiale und tangentiale Stabilität des Vorspannelementes 5 und der Lagerbuchse 3 und dadurch auch die erforderte Bindung der Konstruktionsanordnung des federnden Lagers nach der Erfindung bestimmte Das Vorspannelement 5 ist weiter an seinen Rändern mit zwei Zapfen 13 versehen, die durch die öffnungen mit einem Spiel in den Dichtungsringen 18 führen, die an beiden Seiten des federndem Lagers aufgesetzt sind und die die Abdichtung zwischen dem Spindelstockkörper 1 und der Lagerbuchse 3 sichern. Diese beiden Seitendichtungsringe 18 sind an den Berührungsflächen mit dem Körper des Spindelstockes 1 und der Lagerbuchse 3 mit einer Umfangdichtung z. B. aus Gummi der Lagerbuchse 3 und mit der Umfangsdichtung 10 des Spindelstockes 1 versehen. Auch die beiden Zapfen 13 des Vorspannelementes 5, die mit Spiel durch die Seitendichtungsringe 18 führen, sind mit einer Gummidichtung 11 des Zapfens des Vorspannelementes 5 versehen· Die Sicherungsringe 15, die auf den Enden dieser Zapfen 13 des Vorspannelementes 5 aufgesetzt sind, dienen zur Sicherung der Seitendichtungsringe in ihrer richtigen Dichtungslage.

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Die anderen zwei Stützstellen sind gegenüber der ersten, in der das Vorspannelement 5 sitzt, um 120 verschoben. Zum Stutzen dienen die Wälzelemente 4, die als zylindrische Kb'rper ausgebildet sind, die sich auf den Spindelstockkörper 1 und an der entgegenliegenden Seite auf die Lagerbuchse 3 stutzen, und zwar der ganzen Länge nach. Diese beiden Wälzelemente 4 sind ebenfalls an ihren Rändern mit Zapfen 14 der Wälzelemente 4 versehen, die durch die Öffnungen mit Spiel fuhren, die in den Seitendichtungsringen 18 angeordnet sind, und die gegen die Berührungsflächen dieser öffnungen z.B. durch eine Gummidichtung 12 des Zapfens 14 der Wälzelemente 4 abgedichtet sind. f

Ebenfalls am Ende dieser Zapfen 14 sind Sicherungsringe 15 aufgesetzt, die die Seitendichtungsringe 18 in ihrer richtigen Dichtungslage sichern.

Die Funktionsneuheit des federnden hydrodynamischen Dreipunktlagers nach der Erfindung besteht darin, daß durch den Druck der Feder 7 mittels des Vorspannelementes 5 auf die Lagerbuchse 2 die Vorspannung Übertragen wird, die sich infolge der dreiteiligen Abstützung dieser Buchse 3 zwischen dem Vorspannelement 5 und den Wälzelementen 4 j

gleichmäßig in dieser Buchse 3 verteilt und seine symmetrische Deformation verursacht. Die Deformation zeigt sich als ein Verlust der Rundheit der Lagerbuchse 3, die in etwa eine symmetrische Figur im Sinne eine« Dreiecks einnimmt (die Deformationen sind sehr klein) und dadurch umfangsreichere Schmierräume 19 ausgebildet werden, von denen sich in den gngeren Räumen auf der Oberfläche der Spindel 2 ein vollkommener ölschmierfilm bildet. Das Schmieröl wird in den freien Raum zwischen die Lagerbuchse 3 und den Körper des Spindel-

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Stockes 1 und νοσ hier durch die Kanäle in die angeführten umfangreicheren Schmierräume der deformierten Lagerbuchse 3 Überfuhrt. Diese symmetrische Verteilung wird durch Wälzelemente 4 ermöglicht, die sich unter Einwirkung der Vorspannung abwälzen und dadurch die regelmäßige Verteilung der Deformationskräfte in der Lagerbuchse 3 ausgleichen. Hier ist die Funktion der Dichtung wichtig, weil sie alle Berührungsflächen mit Spiel ausfüllt und gleichzeitig unter 'Einwirkung der Deformationskräfte die Abwälzung der Wälzelemente in solchem Maße ermöglicht, daß die Symmetrie der Kräfte- und Deformationsverteilung gesichert ist, wie in Figur 1 dargestellt ist.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH :

   Federndes hydrodynamisches Dreipunktlager, bestehend aus einer Lagerbuchse, einem Vorspannelement, Wälzelementen und Seitendichtungsringen mit einer Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (3) symmetrisch an drei Stellen abgestutzt ist, wobei an einer von diesen Stellen axial und tangetial fest ein Vorspannelement (5) angeordnet, während an den anderen zwei Stellen freie Wälzelemente (4) gelagert sind, deren Zapfen (14) zusammen mit den Zapfen (13) des Vorspannenmentes (5) durch Öffnungen in den Seitendichtungsringen (18) mit Spiel führen, wo sie mit Dichtungen (11, 12) abgedichtet sind, die gleichzeitig eine Teilumdrehung und ein Abwälzen der Wälzelemente (4) bei Deformation der Lagerbuchse (3) ohne Deformation der Seitendichtungsringe (18) ermöglichen.

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