Wälzlager/Magnetlager Neue Lagerung von Rundtischen

Mit einer Kombination von Wälz- und Magnetlagern ist es der Schaeffler-Gruppe Industrie gelungen, eine starke Leistungserhöhung bei der Lagerung von Rundtischen zu erreichen. Das Konzept sowie detaillierte Ergebnisse aus Berechnungen und Versuchen werden erstmals auf der EMO 2007 in Hannover zu sehen sein.

Anbieter zum Thema

AXA Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH

asecos GmbH

FORCAM ENISCO GmbH

Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Die Lagerungen des Rundtisches haben einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsdaten einer Werkzeugmaschine. Um Tragfähigkeit und Grenzdrehzahl der Wälzlagerungen weiter zu steigern, nutzt die Schaeffler-Gruppe Industrie die Synergieeffekte aus der Kombination von Wälzlagern und passiven Magnetlagerungen. Die Magnetlagerung wird demnach so in den Rundtisch integriert, dass sich die drehenden Magnete im Rundtisch und die feststehenden im Maschinenbett gegenseitig abstoßen.

Magnete in Lagern kompensieren von oben auf den Rundtisch wirkende Kräfte

Die von oben auf den Rundtisch wirkende statische Kraft, beispielsweise eine Gewichtskraft, muss nun nicht mehr von der Rundtischlagerung aufgenommen werden, sondern wird von den sich abstoßenden Magnetkräften zum Teil kompensiert. Im Ergebnis bedeutet dies eine höhere Lagerlebensdauer bei gleicher Lagergröße oder eine höhere Grenzdrehzahl bei Nutzung einer anderen Lagerbauform eines vergleichsweise kleineren Wälzlagers.

Auf Basis eines praxisgerechten Lastenheftes hat das Unternehmen eine entsprechende Lösung entwickelt. Als Rundtischlagerung wurde ein zweireihiges Axial-Schrägkugellager gewählt. Ein Idam-Torquemotor mit Außenläufer wurde in die Konstruktion einbezogen, um die Integrierbarkeit mit modernen Antriebskomponenten zu untersuchen.

Mehrere Ringe aus Permanentmagneten entlasten den Rundtisch

Zur magnetischen Entlastung sind sowohl auf dem Maschinentisch als auch auf dem drehenden Rundtisch neben der Rundtischlagerung mehrere konzentrisch umlaufende Ringe aus Permanentmagneten angebracht, und zwar so, dass sich die Magnete abstoßen. In radialer Richtung sind die Magnetringe im Wechsel gepolt, jedoch in Umfangsrichtung innerhalb eines jeden Ringes gleichgerichtet.

Dadurch kommt eine konstante, jedoch vom Drehwinkel unabhängige Kraft zustande, die parallel zur Rundtischlagerung wirkt und die von unten nach oben gerichtet ist. Somit werden Gewichtskraft oder konstante Kräfte, die von oben nach unten auf das Lager wirken, bis zu einem gewissen Betrag kompensiert.

In der rechnerischen Simulation konnte ermittelt werden, dass die Magnetkraft Steifigkeit und Einfederung des Rundtisches unterstützt sowie die Lagerlebensdauer und Rundtischgrenzdrehzahl positiv beeinflusst. Derzeit läuft die Erprobung auf einem kleineren Versuchsmuster. Dieses Modell soll dazu dienen, grundlegende Konstruktionsfragen sowie den Einfluss einer magnetischen Lastkompensation auf die Lagerlebensdauer zu untersuchen. Nach Vorliegen der Erprobungsergebnisse und der Antworten auf die genannten Fragestellungen sollen die Ergebnisse auf einen größeren Rundtisch hochskaliert werden.

(ID:223390)