Unter Schnellfrequenzspindel sind solche Werkzeugmaschineneinheiten zu verstehen, die für die üblichen Bearbeitungsaufgaben wie Fräsen, Bohren, Schleifen und dergleichen dienen, meist jedoch kein eigenes Maschinengestell besitzen. Sie werden dann vielmehr an ihrem Gehäuse, das meist zumindest in axialen Abschnitten zylindrisch ausgebildet ist, in eine externe Aufspannvorrichtung eingespannt. Der direkt auf die Spindel wirkende-meist elektrisch betriebene-Antriebsmotor erzeugt hohe Drehzahlen, je nach Ausführung von 30.000 bis weit über 100.000 U/min.

Eine Schnellfrequenzspindel kann jedoch auch integrierter Bestandteil einer Bearbeitungsmaschine sein.

Die hohen Drehzahlen stellen an die Lageranordnung, über die die Spindel in dem Spindelgehäuse um ihre Spindelachse drehbar gelagert ist, hohe Anforderungen. Insbesondere muß die Lagerreibung auf ein absolutes Minimum reduziert werden, um Wärmeentwicklung und Verschleiß zu reduzieren.

Insbesondere bei Schnellfrequenzspindeln, die Drehzahlen von über 100.000 U/min erreichen, ist es bekannt, aerostatische Lager-im folgenden kurz "Luftlager"genannt-einzusetzen, bei denen Luft mit Hilfe einer externen Druckluftquelle über eine oder mehrere Drosselstellen in den Lagerspalt zwischen den Lagerflächen gedrückt wird. Auf diese Weise entsteht zwischen den Lagerflächen ein Luftpolster mit einem so hohen Luftdruck,

daß eine Berührung der Lagerflächen unter den in Lagerrichtung wirkenden Kräften verhindert wird.

Aus der DE 3834140A1 ist eine Schnellfrequenzspindel mit einer Spindelwelle bekannt, die in einem Spindelgehäuse um eine Spindelachse mittels einer aerostatischen Lagereinrichtung drehbar gelagert ist. Letztere umfaßt sowohl radial als auch axial wirkende Luftlager.

Nachteilig hat sich bei den bislang bei Schnellfrequenzspindeln eingesetzten Luftlagern erwiesen, daß zur Aufrechterhaltung des Luftpolsters in dem Lagerspalt erhebliche Luftmengen benötigt werden, wodurch die Energiebilanz der Schnellfrequenzspindel negativ beeinflußt wird. Ferner kam es bei den bislang verwendeten Luftlagern zu Ausfällen, die mit einem Zusammenbruch des Luftpolsters un deiner damit verbundenen Berührung der Lagerflächen aufeinander zu erklären sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spindel mit einer Luftlageranordnung zu schaffen, die weniger Energie verbraucht und die weniger störanfällig ist.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein sehr stabiles Luftpolster zwischen den Lagerflächen bei gleichzeitig deutlicher Verringerung der hierfür benötigten Luftmenge und einer damit verbundenen erheblichen Energie-

einsparung erzielt werden kann, wenn das Luftlager auf der der Lagerseite gegenüberliegenden Seite eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, die bis auf eine geringe Restwandstärke an die Lagerfläche heranreichen, wobei dann am Boden einer jeden Ausnehmung eine Mehrzahl von Mikro- Durchgangsbohrungen vorgesehen sind.

Die Restwandstärke beträgt vorzugsweise zumindest 0,1 mm, maximal je- doch 2, 5 mm.

Die Mikro-Durchgangsbohrungen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von maximal 0,1 mm auf, wobei besonders bevorzugt Durchmesser von 0,04 bis 0,06 mm sind.

Ist das Luftlager als axial wirkendes Luftlager ausgebildet, so sind die Aus- nehmungen vorzugsweise auf einem konzentrisch zur Spindelachse verlau- fenden Kreis angeordnet. Sie erstrecken sich dann vorzugsweise etwa in Richtung der Spindelachse. An der Spindelwelle ist dann vorzugsweise eine ebene axiale Lagerfläche vorgesehen, die in einer senkrecht zur Spindelach- se verlaufenden Ebene ausgerichtet ist.

Es ist denkbar, eine Maßnahme vorzusehen, durch die die Spindelwelle in Richtung der Spindelachse mit einer elastischen Kraft beaufschlagt wird, die die Axiallagerfläche gegen die Lagerfiäche drückt, in die die Mikro- Durchgangsbohrungen münden. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn zusätzlich in Gegenrichtung verlaufende Ausnehmungen vorgesehen sind und an der Spindelwelle eine von der Axiallagerfläche fortweisende, parallele weitere Axiallagerfläche vorgesehen ist, so dass die Luftlagerung in beiden axialen Richtungen der Spindelachse erfolgt.

Grundsätzlich ist es möglich, die axiale Luftlagerung mit anders-beispiels- weise mechanisch-wirkenden Radiallagerungen zu kombinieren und umge- kehrt. Es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn sowohl die Lagerung in axialer, als auch in radialer Richtung aerostatisch erfolgt.

Unabhängig davon sind dann, wenn das Luftlager als radial wirkendes Luft- lager ausgebildet ist, die Ausnehmungen auf einem Umfangskreis angeord- net und erstrecken sich etwa radial. Besonders gute Lagereigenschaften werden erzielt, wenn die Ausnehmungen auf einer Mehrzahl von Umfangs- kreisen angeordnet sind.

In der Zeichnung ist-ausschnittsweise und schematisch-ein Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemäßen Schnellfrequenzspindel dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des vorderen, die Werkzeugaufnahme umfassenden Teils der Schnellfrequenzspindel in einem Längsschnitt ; Fig. 2 das Detail 1 in Fig. 1 in derselben Perspektive sowie Fig. 3 einen Querschnitt durch die Schnellfrequenzspindel gemäß Ansicht A- A in Fig. 1.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Schnellfrequenzspindel umfaßt ein Gehäuse 1, dessen dargestellter vorderer Gehäuseteil, der einer Werk- zeugaufnahme 2 zugewandt ist, eine zylindrische Außenumfangsfläche 3 aufweist.

Die Werkzeugaufnahme 2 ist an dem aus dem Gehäuseteil gemäß Fig. 1 nach links hervorstehenden Ende einer als Ganzes mit 4 bezeichneten Spin- delwelle angeordnet, weiche in dem Gehäuse 1 mittels Luftlageranordnun- gen 5,6 radial um die Spindelachse A drehbar und in axialer Richtung gela- gert ist.

Zwischen den Luftlageranordnungen ist der Stator 7 eines mit einer hochfre- quenten Wechselspannung betriebenen Antriebsmotors 8 drehfest in dem Gehäuse 1 angeordnet. Demgemäß ist der Bereich der Spindelwelle 4 zwi-

schen den Luftlageranordnungen 5,6 in in der Zeichnung nicht erkennbarer Weise als Rotor 9 ausgebildet.

Im folgenden soll die Ausgestaltung der Luftlageranordnungen 5,6 im ein- zelnen erläutert werden. Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, die verschiedene Ansichten der Luftlageranordnungen 5 in vergrößertem Maßstab zeigen, umfaßt diese radial wirkende Luftlageranord- nung radiale Ausnehmungen 10, die gleichmäßig verteilt auf zwei Umfangs- kreisen 11, 12 angeordnet sind. Vom flachen Boden 13 jeder radialen Aus- nehmung 10 erstrecken sich zwei Mikro-Durchgangsbohrungen 14, die in die Lagerfläche 15 der Luftlageranordnung 5 münden.

Wie insbesondere Fig. 3 entnommen werden kann, sind die radialen Aus- nehmungen 10 jeder der Reihen 11,12 über einen Ringraum 16 miteinander verbunden, der wiederum mit einem Kanal 17, der sich in dem Gehäuse 1 parallel zur Spindelachse A erstreckt, kommuniziert. Der Kanal 17 mündet in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Anschluß für eine Druckluftquelle, über die den Ausnehmungen Druckluft zugefügt wird, die schließlich über die als Drosselstellen wirkenden Mikro-Durchgangsbohrungen 14 in den zwi- schen der Lagerfläche 15 und den von der Oberfläche der Spindelwelle 4 gebildeten Lagerfläche 18 befindlichen Lagerspalt strömt und hier ein Luft- polster ausbildet.

Der radial wirkende Lagerteil der Luftlageranordnung 6 ist in einer der Luftla- geranordnung 5 entsprechenden Weise ausgebildet. Um Wiederholungen zu vermeiden sei daher insoweit auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.

Zusätzlich weist die Luftlageranordnung 6 jedoch noch einen axial wirkenden Lagerteil 19 auf. Hierzu sind auf einem konzentrisch zur Spindelachse A verlaufenden Kreis verteilte axiale Ausnehmungen 20 vorgesehen, die sich parallel zur Spindelachse A erstrecken. Sie weisen an ihrem flachen Boden wiederum eine Mehrzahl, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Mi- kro-Durchgangsbohrungen 21 auf, die in eine axiale Lagerfläche 22 münden.

Der axialen Lagerfläche 22 gegenüberliegend ist an der Spindelwelle 4 eine

Lagerfläche 23 vorgesehen, die von einem radial vorstehenden Umfangs- bund 24 der Spindelwelle 4 gebildet ist.

Die axialen Ausnehmungen 20 werden ebenfalls über den Kanal 17 mit Druckluft versorgt, indem sie mit den radialen Ausnehmungen 10 des hinte- ren Umfangskreises 25 kommunizieren. Die durch die Mikro-Durchgangs- bohrungen 21 austretende Druckluft bildet zwischen den Lagerflächen 22,23 wiederum ein Luftpolster, welches eine Lagerung der Spindelwelle in dem Gehäuse in Richtung der Spindelachse A nach vorn bewirkt.

Der axialen Lagerung in entgegengesetzter Richtung dient eine entspre- chend umgekehrt angeordnete Ausbildung eines Luftlagerteils 26, die in der Zeichnung wegen der teilweisen Überdeckung durch den Umfangsbund 24 nicht im einzelnen erkennbar ist.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gehäuse 2. Werkzeugaufnahme 3 Außenumfangsfläche 4 Spindelwelle 5 Luftlageranordnung 6 Luftlageranordnung 7 Stator 8 Antriebsmotor 9 Rotor 10 radiale Ausnehmungen 11 Umfangskreis 12 Umfangskreis 13 Boden 14 Mikro-Durchgangsbohrungen 15 Lagerfläche 16 Ringraum 17 Kanal 18 Lagerfläche 19 axialer Lagerteil 20 axiale Ausnehmungen 21 Mikro-Durchgangsbohrungen 22 Lagerfläche 23 Lagerfläche 24 Umfangsbund 25 Umfangsbund 26 Luftlagerteil 100 Schnettfrequenzspinde) A Spindelachse