Stand der Technik Rasch rotierende Spindeln weisen eine Drehzahl in der Größenordnung von 9000 bis 30.000 oder gar 40.000 U/min auf. Dosiergeräte zur Abgabe kleiner Schmiermittelmengen sind bekannt. Es besteht jedoch das Problem, die dosierte Schmiermittelmenge der rasch rotierenden Spindel zuzuführen. Die Erfindung hat also mit einer Drehdurchführung für eine Minimalmengenschmierung zu tun.

Eine Drehdurchführung ist durch einen ortsfesten oder stationären und einen drehenden Vorrichtungsteil gekennzeichnet, die gegeneinander abgedichtet werden müssen. Bei sehr hohen Drehzahlen des Vorrichtungsteils werden häufig besondere Lager mit Labyrinthdichtwirkung angewendet, was aufwendig ist. So ist aus der EP 0 388 118 A2 eine Rotationseinheit mit einer aufgeschrumpften Graphitdichtung bekannt.

Mit der DE 198 15 134 Al ist eine Zuführeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 2 bekannt geworden, die Schmiermittel einem Spindelkopf für Werkzeugmaschinen oder dergleichen zuführt. Die Spindel und auch der mit ihr verbundene Läufer sind jeweils in Wälzlager gelagert.

Da die Schmierzuführung über Druckluft erfolgt, müssen diese Wälzlager von Druckluft abgeschirmt werden, was über Entlastungsauslässe geschieht, die über enge zwischen Hülsen gebildete Spalte mit dem Inneren der

Zuführvorrichtung verbunden sind. Der technische Aufwand für Lagerung und Abdichtung ist groß.

Drehdurchführungen im Zusammenhang mit einem Schmiersystem sind auch aus anderen Druckschriften bekannt (DE 196 30 929 C2, DE 198 20 362 A1, DE 197 51 834 A1, DE 196 32 472 A1, DE 38 44 662 A1, DE 296 09 023 U1), bei denen kein Gaslager anzutreffen ist.

Gaslagerungen für schnell drehende Wellen sind an sich bekannt. So zeigt die DE 196 37 598 C2 zwei aerostatische Lager, die jeweils aus einem Lagerkörper aus Graphit und einer übergepressten Buchse aus Aluminium bestehen und denen jeweils Druckluft zugeführt wird, die über 0-Ringe abgedichtet wird. Eine Drehdurchführung ist nicht vorgesehen. Bei einem weiteren Gaslager (JP 11-303 870 A) wird poröser Graphit und glasartiger Kohlenstoff verwendet, um den Lagerkörper zu bilden, dem Druckluft zugeführt wird.

Es ist keine Drehdurchführung, speziell keine Zuführvorrichtung zur minimalen Mengenschmierung für eine rasch rotierende Spindel vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführvorrichtung zur Minimalmengenschmierung für eine rasch rotierende Spindel oder Welle zu schaffen, bei der man mit wenig technischem Aufwand auskommt.

Zusammenfassung der Erfindung Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 2 gelöst und durch die weiteren Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.

Generell stellt die Zuführvorrichtung eine Drehdurchführung für den Schmierstrom dar, der von einer Dosiereinrichtung

geliefert wird, und gibt diesen minimalen Schmierstrom an das Innere einer Welle oder Spindel ab, von wo aus der Schmierstrom an seinen Bestimmungsort gelangt. Im Einzelnen ist ein Lagergehäuse mit Anschlüssen für ein gasförmiges Medium, gewöhnlich Druckluft, und für ein fluides Schmiermittel, gewöhnlich Öl, vorgesehen. Das Lagergehäuse weist eine Lagerbohrung auf, die eine Lagerachse definiert, entlang welcher sich eine rotierende Schmierlanze erstreckt, die aus einem Läufer mit einem Spenderohr für das Schmiermittel aufgebaut ist. In der Lagerbohrung sitzt ein Lager, um den rotierenden Läufer zu lagern. Dieses Lager enthält einen Gaslagerkörper, gewöhnlich aus porösem Kohlenstoff (Graphit), dem das gasförmige Medium zugeführt wird, um ein Luft-oder Gaspolster zwischen dem Gaslagerkörper und dem Läufer zu schaffen. Aus Gründen der raschen Rotation des Läufers ist das Gaspolster in der Lage, den Läufer mit seinem Spenderohr schwimmend oder schwebend zu tragen. Gleichzeitig bildet das Luft-oder Gaspolster eine Gassperre, die das Innere der Drehdurchführung nach außen hin abdichtet, d. h. den Gasdruck im Inneren der Vorrichtung aufrecht erhält, der bei der hier vorgesehenen Anwendung etwa 4 bis 6 bar beträgt.

Zur Erzeugung eines gleichförmigen Luft-oder Gaspolsters wird der poröse Gaslagerkörper über eine Verteilnut beaufschlagt. Die Luft oder das Gas strömt durch die Poren des Gaslagerkörpers in den Lagerspalt zwischen Gaslagerkörper und Außenumfang des Läufers. Gas/Luft, die aus dem Polster entweicht, gelangt teils ins Innere des Lagergehäuses oder kann teils über einen Entlastungskanal abfließen.

Das fluide Schmiermittel wird der Zuführvorrichtung entlang der Lagerachse in einen Hohlraum des Läufers zugeführt, und zu Abdichtungszwecken ist eine Elastomerbuchse vorgesehen, welche den Schmiermittelanschluss von dem Lagerbereich mit dem Gaspolster abgrenzt.

Zweckmäßigerweise weist die Zuführvorrichtung als Anschluss für gasförmiges Medium einen Steuerkanal für das Luftpolster und einen Druckluftanschluss für einen Luftkanal ins Innere der Spindel auf. Der Druckluftanschluss dient dazu, einen Trägerstrom für zugeführtes Schmiermittel zu schaffen, so dass die dosierte minimale Schmiermittelmenge an ihre vorgesehene Schmierstelle gelangen kann. Die Druckluft kann auch über den Gaslagerkörper oder porösen Kohlenstoffkörper zu dem Luftpolster gelangen, insbesondere auch deshalb, weil die Verteilnut schraubenförmig sein kann und mit dem Inneren des Lagergehäuses verbunden ist, wo auch der Druckluftanschluss einmündet. Wenn der Zulauf des Schmiermittels und der Druckluftanschluss gleichzeitig stoßweise betätigt werden, gibt es Zeitpunkte, an denen die Spindel rotiert, aber die Ölschmierung fehlt, weswegen man von einem Trockenlaufzyklus spricht. Der Steuerkanal ist für den Fall eines solchen Trockenlaufzyklus geschaffen worden, so dass unabhängig von dem Druckluftanschluss Luft für das Luftpolster, auf dem der Läufer schwimmt oder schwebt, zur Verfügung steht.

Bei intermittierender Zuführung des Schmiermittels könnte das Spenderohr leerlaufen ; um dies zu vermeiden, ist ein Rückschlagventil am Zuführende des Spenderohres angeordnet.

Das Spenderohr erstreckt sich zwischen dem Läufer und dem Inneren der Spindel bis zu der Stelle, an welcher das Schmiermittel abgegeben werden soll. Am Ende des Spenderohres im Inneren der Spindel befindet sich ein Öltröpfchengeber oder eine Zerstäuberdüse, welche das Schmiermittel in den Luftstrom abgibt, der durch die

zugeführte Druckluft erzeugt wird. Da die Druckluft zunächst in dem gerätefesten Lagergehäuse ankommt, jedoch durch die rasch rotierende Spindel strömen soll, ist eine Abdichtung zwischen dem gerätefesten Teil und dem rotierenden Teil notwendig. Die Dichtungstechnik ist frei wählbar, jedoch werden zwei aufeinander gleitende Dichtringe bevorzugt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt : Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zuführvorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil A auf die Zuführvorrichtung und Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Schnitt B-B in Fig. 1.

Detailbeschreibung Die Hauptteile der Zuführvorrichtung sind ein Lagergehäuse 1, ein Läufer 2, ein Lager 3 und eine Abdichteinrichtung 4 zwischen der Zuführungseinrichtung und einer rasch rotierenden Spindel 5, worunter jedes rasch rotierende Maschinenteil verstanden wird. Die Gesamtanordnung ist im wesentlichen symmetrisch zur Drehachse 6-6.

Das Lagergehäuse 1 umschließt einen Hohlraum 10 und umfasst ein Lagerschild 11 und einen rohrförmigen Lagerkörper 12.

Das Lagerschild 11 weist eine Lagerbohrung 13 auf, die das Lager 3 aufnimmt, ferner einen Druckluftanschluss 14, einen Druckluft-Steuerkanal 15 und einen Schmiermittelanschluss 16. Der Schmiermittelanschluss 16 ist von einem Montagebereich 17 (Fig. 2) umgeben, an der die Dosiereinrichtung für die Minimalmengenschmierung befestigt ist, die von bekannter Konstruktion sein kann. Der rohrförmige Lagerkörper 12 verfügt über eine Aufnahmebohrung 18 für das Ende der Spindel 5 und für die

Abdichteinrichtung 4. Die beiden Gehäuseteile 11,12 sind abdichtend miteinander verschraubt. Ein Entlastungskanal 19 führt aus dem Bereich der Lagerbohrung 13 heraus.

Der Läufer 2 umfasst eine gehärtete und geschliffene Hülse 21 und ein Spenderohr 22, die einen axialen Hohlraum 20 umschließen. In diesem Hohlraum 20, nahe des Schmiermittelanschlusses 16, sitzt ein Rückschlagventil 23, welches den Eintritt von Schmiermittel in den Hohlraum 20 ermöglicht, aber den Rückfluss zu dem Schmiermittelanschluss 16 sperrt. Der Hohlraum 20, der sich im Rohrinneren fortsetzt, endet an einer Zerstäuberdüse 25 im Inneren der Spindel 5 in der Nähe des Werkzeugs im Falle einer Werkzeugmaschine. Werkzeughalter und Werkzeug besitzen einen Förderkanal für Öl-Luft-Gemisch, um dieses an die Bearbeitungsstelle heranzuführen. Die axiale Verschiebung des Läufers 2 wird durch einen Stern 26 begrenzt, der an dem Spenderohr 22 angelötet ist und in einem Hohlraum 50 der Spindel 5 sitzt. Schwingungen des Spenderohrs 22 werden durch Stützeinlagen 27 verhindert.

Das Lager 3 umfasst einen Gaslagerkörper 31 aus porösem Kohlenstoff und eine Elastomerbuchse 32. Zwischen dem Außenumfang des Gaslagerkörpers 31 und der Lagerbohrung 13 erstreckt sich ein schraubenförmiger Verteilkanal 33, der von dem Druckluft-Steuerkanal 15 mit Druckluft gespeist wird, die sich durch die Poren des Gaslagerkörpers in den Zwischenbereich zwischen Gaslagerkörper 31 und Hülse 21 hinein drängt, um dort ein Luftpolster 34 zu bilden. Das Luftpolster 34 steht einerseits mit dem Inneren 10 des Lagergehäuses 1 und andererseits mit dem Entlastungskanal 19 in Verbindung, so dass die Druckluft nach diesen Seiten 10 und 19 abfließen kann. Das Luftpolster 34 bildet somit eine Sperre oder Abdichteinrichtung für das Innere 10 der Zuführeinrichtung.

Zur weiteren Abdichtung des Innenraums 10 ist die Abdichteinrichtung 4 vorgesehen, die eine verschiebliche, sonst gerätefeste Trägerhülse 41 und eine mit der Spindel 5 mit rotierende Trägerhülse 42 aufweist, an deren Enden sich jeweils gegenüber stehende Dichtungsringe 43,44 angeordnet sind. Am Außenumfang sind die Trägerhülse 41 mittels einer Ringdichtung 45 und die Trägerhülse 42 mittels Schnurringen 46 abgedichtet. In der Aufnahmebohrung 18 befestigte Stifte 47 bilden einen radialen Anschlag für die Trägerhülse 41, so dass sich diese axial verschieben, aber nicht gegen das Gehäuse 1 drehen kann. In der dargestellten Variante drängt eine Feder 48 die Trägerhülse 41 in eine axiale Anschlagsstellung, die in Fig. 1 rechts eingezeichnet ist und in der ein Abflussweg zu einem Entlastungskanal 49 geöffnet ist. Es ist auch möglich, auf die Abflussstellung der Dichtungsringe 43,44 zu verzichten und die Dichtringe ständig aufeinander gepresst zu halten (z. B. indem Zugfedern statt der Druckfeder 48 benutzt werden).

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist wie folgt : Zum Aufbau des Luftpolsters 34, insbesondere während eines Trockenlaufzyklus, wird die Druckluft-Steuerleitung 15 beaufschlagt, so dass dem Außenumfang des porösen Kohlenstoffkörpers 31 Druckluft zugeführt wird, die sich durch den Verteilkanal 33 verteilt und durch die Poren des Kohlenstoffkörpers in den Zwischenraum zwischen Laufkörper 21 und Kohlenstoffkörper 31 gelangen, um dort das Luftpolster 34 aufzubauen, auf dem dann der Läufer 2, der zusammen mit der Spindel 5 rotiert, schwimmt oder schwebt.

Im Falle eines Schmierzyklus wird über eine Dosiereinrichtung Schmiermittel über den Anschluss 16 ins Innere 20 des Läufers 2 gepumpt, und gleichzeitig wird Druckluft am Anschluss 14 zugeführt, die durch das Innere

10 der Vorrichtung entlang des Rohres 22 strömt und an der Düse 25 zerstäubtes Schmiermittel als Nebel mit sich führt.

Die zugeführte Druckluft hat 4 bis 6 bar, d. h. es bildet sich ein Druckluftstoß, der dazu führt, dass die Hülse 41 seine in Fig. 1 links dargestellte Abdichtstellung einnimmt, in welcher die Dichtringe 43 und 44 aufeinander gleiten und damit abdichten. Wenn die Druckluft abgeschaltet wird, führt die Feder 48 die in der Zeichnung rechts dargestellte Position der Dichtungsringe 43/44 herbei, so dass dann Restluft über den Entlastungskanal 49 abfließen kann.

Im Falle der ständigen Anlage der Dichtringe 43 und 44 aufeinander wird die Restluft in der Nähe des Schmiermittelverbrauchs abgeleitet, was nicht näher beschrieben werden braucht.

Die Abdichtung des Ölkanals 16 erfolgt über die Elastomerdichtung 32, die eine Spaltdichtung darstellt, jedoch durch das zugeführte Öl oder dergleichen Schmiermittel dauerhaft geschmiert wird. Das Vermischen der beiden Medien Luft und Öl im Bereich des Polsters 34 wird dadurch vermieden, dass überschüssige Medien über den Entlastungskanal 19 zur Atmosphäre abgeleitet werden.