Hydrostatische Spindellagerungen · Taschen sehr groß – z.B. doppelt so groß wie bei nichtbela-steter Lagerung – ist, ergibt sich trotz des hohen Taschen-druckes eine ausreichend

HydrostatischeSpindellagerungen

TechnischeInformationen

Hydrostatik von Hyprostatik ® Innovative Lagerungskonzepte

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HYPROSTATIK Schönfeld GmbH · www.hyprostatik.de

Inhaltsverzeichnis

1. � Vor- und Nachteile hydrostatischer Spindellagerungen 41.1 Vorteile hydrostatischer Spindellagerungen 41.2 Konsequenzen bei Verwendung hydrostatisch gelagerter Spindellagerungen 4

2. � Vorteile von hydrostatischen Spindellagerungen mit PM-Reglern2.1 Mehrfach höhere Funktionssicherheit gegenüber Kapillarrohrsystemen 42.1.1 Minimalspaltgröße im Radiallager bei Belastung der Spindel 42.1.2 Reduktion der Minimalspaltgröße im Lager bei Belastung durch Ölerwärmung 52.2 Wesentlich höhere Belastbarkeit durch Einsatz von PM-Reglern 52.3 Nahezu uneingeschränkte Belastbarkeit durch Einsatz unserer PM-Regler 62.4 Mehrfach reduzierte Verlustleistung und/oder weit höhere Drehzahlen möglich 62.5 Erwärmung aufgrund der Reibleistung bei hohen Drehzahlen, Kühlung des Öls 6

3. � Hydrostatische Schleifspindellagerungen 73.1 Motorspindel üblicher Konzeption 73.2 Hydrostatische, direkt angetriebene Schleifspindellagerung 73.3 Abbremsen der Schleifspindel bei Stromausfall 8

4. � Physikalische Zwänge bei der Auslegung hydrostatischer Spindellagerungen 84.1 Optimierungsmöglichkeiten für minimale Verlustleistung 84.2 Optimierungsmöglichkeiten für minimale Verlustleistung und bestmögliche Schwingungsdämpfung 8

5. � Lagerausführungen 95.1 Abdichtung 95.2 Belüftung der Spindellagerungen 10

6. � Anforderungen zur Versorgung der hydrostatischen Lagerungen 106.1 Luftabscheidung 106.2 Filterung des Öls 106.3 Kühlung des Öls 106.4 Ölversorgung bei Stromausfall 116.5 Druckpumpen 11

7. � Hydroaggregate 11

8. � Beispiele ausgeführter hydrostatischer Lagerungen 128.1 Motorspindel 128.2 Riemenspindel 128.3 Motor-Werkstückspindel 138.4 Werkstückspindel mit Direktantrieb 138.5 Nockenschleifspindel 148.6 Scheibenlagerung für beidseitiges Schleifen 148.7 Drehmaschinen-Motorspindel 158.8 Drehmaschinen Hauptspindel 158.9 HSK-Frässpindel 168.10 Mittenlagerung für Drehmaschinen 168.11 Sonder-Hydroaggregate für Spindeln 17

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� Verschleißfreiheit; � exzellente Dämpfung; � hohe Rundlaufqualität, nicht durch Verschleiß beein-

trächtigt;� geringe Lagererwärmung bei entsprechend hochwerti-

ger Kühlung des Öls außerhalb der Lagerung durchWärmeabfuhr aus der Lagerung mit dem Öl;

� geringer Wärmeeintrag in die Maschine durch die Lage-rung, wodurch thermisch bedingte Verlagerungen kleinsind;

� Überwachung der Lagerung durch Kontrolle derTaschendrücke möglich.

Diese Vorteile werden weitgehend auch durch mittels Kapil-laren geregelte hydrostatische Lagerungen erreicht.

Durch unser System HYPROSTATIK® mit unseren patentier-ten PM-Reglern (Progressiv-Mengen-Reglern) werdengegenüber Lösungen mit Kapillaren zusätzlich folgendeVorteile erreicht:

� Mehrfach höhere Steife der hydrostatischen Lager;� mehrfach geringere Reib- und Gesamtverlustleistung

durch mögliche Verwendung niedrigstviskoser Öle undWasser oder Emulsionen;

� höhere, durchaus verdoppelte Belastbarkeit durch hohemögliche Ausnutzung des Pumpendruckes;

� praktisch kalte, sehr temperaturstabile Lagerung auf-grund der verminderten Reibleistung bei entsprechendhochwertiger Kühlung des Öls außerhalb der Lagerungdurch Wärmeabfuhr aus der Lagerung mit dem Öl;

� kein Wärmeeintrag in die Maschine durch die Lagerung,wodurch thermisch bedingte Verlagerungen unterbun-den werden;

� vielfach höhere Dämpfungswerte im unteren undmittleren Frequenzbereich durch Computeroptimierungmit ausgereiften Berechnungsprogrammen;

� uneingeschränkte (Dauer-) Belastbarkeit auch beihöchsten Drehzahlen;

� drehzahlunabhängige Lagereigenschaften aufgrund dergeringen Ölerwärmung. �

1. Vor- und Nachteile hydrostatischer Spindellagerungen1.1 Vorteile hydrostatischer Spindellagerungen:

2. Vorteile hydrostatischer Spindellagerungen System „Hyprostatik®“ (mit PM-Regler)

2.1 Mehrfach höhere Funktionssicherheit gegenüber Kapillarrohrsystemen.Bei Verwendung von Kapillaren zur Regelung des Ölstromesfür die Versorgung der Hydrostatiktaschen ist der Ölstromdurch die Kapillare proportional dem Differenzdruck überdiese Kapillare. Der Ölstrom sinkt also bei konstantem Pum-pendruck mit steigendem Druck in der jeweiligen Hydrosta-tiktasche. Hierdurch wird gegenüber einer Versorgung derTaschen mit einem konstanten Ölstrom bei Belastungs-wechsel eine größere Veränderung der Spalthöhe notwen-dig, um die zur Belastungsaufnahme erforderlicheÄnderung des Taschendruckes zu erreichen.Bei Einsatz unserer PM-Regler dagegen wird den Hydrosta-tiktaschen bei steigendem Taschendruck ein höherer Öl-

strom zugeführt. Hierdurch wird für dieselbe Änderung desTaschendruckes eine geringere Änderung der Spalthöhe wiebei konstantem Ölstrom und eine sehr viel geringere wie beiVerwendung von Kapillaren benötigt. Bei entsprechenderDimensionierung unseres PM-Reglers kann theoretisch einenahezu unendlich große Steife erreicht werden.Durch Einsatz unseres PM-Reglers anstelle von Kapillarenwird also eine vielfach höhere Steife und aufgrund dessenauch eine vielfach geringere Verlagerung wie mit Kapillarenerreicht. Realistisch sinnvoll ist eine Steifeerhöhung umden Faktor ca. vier. �

2.1.1 Minimalspaltgröße im Radiallager bei Belastung der Spindel.Aufgrund der gekrümmten Form des kreisringförmigenHydrostatikspaltes von Radiallagern wird der Spalt beiVerlagerung der Spindel in der Lagerbohrung nur direkt„unter“ der Belastung entsprechend der Spindelverlage-

rung verringert. Mit zunehmendem Winkel zur Belastungs-richtung wird die Spalthöhenreduktion entsprechend derCosinus-Funktion kleiner. Bei Belastung eines Vier-Ta-schen-Radiallagers in Richtung auf den Trennsteg zwischen

1.2 Konsequenzen bei Verwendung hydrostatisch gelagerter Spindellagerungen:� Insbesondere bei schnelllaufenden Spindellagerungen

durch das zusätzlich benötigte Hydroaggregat mit Öl-rückkühler deutlich höhere Anschaffungskosten;

� schwierige optimale Auslegung;

� nur bei Lagerungen mit Kapillaren oder vergleichbarenRegelsystemen, nicht jedoch mit PM-Reglern, bei höhe-ren Drehzahlen Totalzerstörungsgefahr schon bei mitt-leren Drehzahlen. �

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zwei Hydrostatiktaschen bleibt der Spalt dieser Taschenbeim Winkel 90° zur Belastungsrichtung durch die Spindel-verlagerung unverändert. Gegenüber Hydrostatiktaschenan ebenen Flächen wird bei dieser gekrümmten Form desHydrostatikspaltes, um eine vergleichbare Vergrößerungdes Abflusswiderstandes zu erreichen, eine deutlichhöhere Verlagerung erforderlich.Bei Versorgung der Taschen von hydrostatischen Radial-lagern über Kapillaren werden also aufgrund der gekrümm-ten Spaltform und des im Abschnitt 2. beschriebenenabnehmenden Ölstromes in die belasteten Taschen schonbei mittleren Belastungen große Verlagerungen der Spindelerforderlich. Vielfach kann eine aufgrund des Pumpen-druckes und der Taschenflächen eigentlich mögliche

Belastung nicht aufgenommen werden, da die Spindel voreiner ausreichenden Vergrößerung des Abflusswiderstan-des der Hydrostatikspalte an der Lagerbuchse zur Anlagekommt. Verschärft wird diese Problematik noch durch dieÖlerwärmung bei Spindelrotation.Bei Versorgung der Hydrostatiktaschen über PM-Regler wird aufgrund des ansteigenden Ölstromes in die be-lasteten Taschen eine wesentlich geringere Verlagerungerreicht. Hierdurch wird auch der Einfluss des komma-förmigen Hydrostatikspaltes reduziert. Mit dem PM-Reglerist es aufgrund dessen immer möglich, einen großenAnstieg des Druckes in den belasteten Taschen bei aus-reichendem minimalen Abstand zwischen Spindel undLagerbuchse zu erreichen. �

2.1.2 Reduktion der Minimalspaltgröße im Lager bei Belastung durch Ölerwärmung.

2.2 Wesentlich höhere Belastbarkeit durch Einsatz von PM-Reglern.

Die Reibleistung ist umgekehrt proportional der Spalthöheund steigt mit dem Quadrat der Spindeldrehzahl an.Bei über Kapillaren versorgten Hydrostatiktaschen wird,wie oben erläutert, bei Belastung die Spalthöhe der bela-steten Taschen stark reduziert, wodurch die Reibleistung indiesen Taschen stark ansteigt. Diese stark gestiegene Reib-leistung erwärmt die reduzierte, durch diese Taschenfließende Ölmenge, wodurch die Öltemperatur in denSpalten der belasteten Taschen sehr stark ansteigt und dieViskosität außerordentlich abnimmt. Die reduzierte Öl-viskosität muß bei unveränderter Belastung durch einegrößere Verlagerung der Spindel kompensiert werden.Mit steigender Drehzahl, also abfallender Viskosität des Ölsin den belasteten Taschen, wird also die Spindelverlage-rung immer größer. Bei genügend großer Belastung undSpindeldrehzahl wird die Spindelverlagerung schließlich sogroß, dass es zum Kontakt zwischen Spindel und Lager-bohrung kommt und Lagerung beschädigt bzw. zerstörtwird. Dieser Zusammenhang, welcher in der Vergangenheit

vielfach nicht erkannt wurde, ist die Ursache für den Ausfallvieler hydrostatischer Spindellagerungen.Werden die Hydrostatiktaschen über PM-Regler versorgt, sowird in die belasteten Taschen eine vergrößerte Ölmengegefördert. Die Verlagerung der Spindel und damit die Reib-leistung steigt bei Belastung in weit geringerem Maße anwie bei über Kapillaren versorgten Taschen. Damit erwärmtdie aufgrund der reduzierten Spaltgrößen der belastetenHydrostatiktaschen vergrößerte Reibleistung eine eben-falls vergrößerte Ölmenge. Bei entsprechender Dimensio-nierung der PM-Regler wird erreicht, dass der Anstieg desÖlstromes in die belasteten Taschen gleich oder größerwie der Anstieg der Reibleistung in diesen Taschen ist.Die Öltemperatur in den belasteten Taschen wird dadurchauch bei hohen Belastungen gegenüber der unbelastetenLagerung nicht vergrößert und damit die Ölviskosität nichtreduziert, u.U. sogar vergrößert. Damit besteht bei Ver-wendung unseres PM-Reglers die für Kapillaren erkannteZerstörungsgefahr nicht. �

Der PM-Regler benötigt einen geringen Differenzdruck vonmaximal 10% des Pumpendruckes. Damit ist ohne Reserveein maximaler Taschendruck von 90% des Pumpendruckesmöglich. Da hierbei der Öldurchfluss durch die belastetenTaschen sehr groß – z.B. doppelt so groß wie bei nichtbela-steter Lagerung – ist, ergibt sich trotz des hohen Taschen-druckes eine ausreichend große Spaltgröße. Bei üblichenAuslegungen mit unserem PM-Regler ist der Taschendruckin den entlasteten Taschen kleiner als 10% des Pumpen-druckes. Damit können mit dem PM-Regler ohne Reserve

80% des Pumpendruckes als Differenzdruck zwischen denTaschen genützt werden. Es ist damit eine hohe Belastbar-keit möglich.Wird mit Kapillaren die Lagerung bis zum Taschendruck von90% des Pumpendruckes belastet, so wird bei üblichen Aus-legungen der Ölstrom in die belasteten Taschen auf 20% (!)des Ölstromes bei unbelasteten Lagern reduziert. Hierbeiwürde die Spindel die Lagerbüchse in der Regel bereitsberühren. Mit Kapillaren ist deshalb nur ein äußersterTaschendruck von ca. 75% des Pumpendruckes möglich.

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Bei üblichen Auslegungen sinkt hierbei der Taschendruck inden entlasteten Taschen nur auf ca. 35% des Pumpen-druckes. Damit kann mit Kapillaren nur ein Differenzdruckzwischen den ent- und belasteten Taschen in Höhe vonca. 40% des Pumpendruckes genützt werden.Die Belastbarkeit eines Radiallagers steigt also durchEinsatz unserer PM-Regler anstelle von Kapillaren bei un-verändertem Pumpendruck um ca. 100% das Doppelte an!

Bei hohen Drehzahlen muss bei durch Kapillaren geregeltenHydrostatiklagern aufgrund des unter Abschnitt 2.1.2geschilderten Zusammenhanges die Belastung derLagerung zusätzlich vermindert werden, sodass bei hohenDrehzahlen die Belastbarkeit über PM-Regler versorgteLager gegenüber solchen mit Kapillaren durchaus dreifachsein kann. �

2.3 Nahezu uneingeschränkte Belastbarkeit durch Einsatz unserer PM-Regler.Wie im Abschnitt 2.1.2 erläutert, kann die hydrostatischeSpindellagerung System HYPROSTATIK® bis zur zugelasse-nen Maximaldrehzahl zumindest nahezu uneingeschränktmit der vorgesehenen Maximalbelastung belastet werden.

Bei über Kapillaren versorgten Lagern dagegen ist beihohen Drehzahlen eine deutliche Reduktion der Maximal-belastung erforderlich. Dies gilt im Übrigen auch für wälz-gelagerte Spindeln. �

2.4 Mehrfach reduzierte Verlustleistung und/oder weit höhere Drehzahlen möglich.Ein Sicherheitskriterium hydrostatischer Lager ist sicher-lich die minimale Größe des Hydrostatikspaltes bei Maxi-malbelastung. Vergleichbare Lager werden also gleicheminimale Spaltgrößen bei Maximalbelastung aufweisen.Da in die maximal belasteten Taschen bei Versorgung überKapillaren ein stark reduzierter, bei Versorgung über PM-Regler jedoch ein stark vergrößerter Ölstrom gefördertwird, kann üblicherweise mit PM-Reglern ein wesentlich

niedriger viskoses Öl verwendet werden wie mit Kapillaren.Hierdurch kann aufgrund der PM-Regler eine vielfacheReduktion der Reibleistung oder eine wesentlich höhereSpindeldrehzahl erreicht werden wie mit Kapillaren.Eine Reduktion der Reibleistung auf ein Drittel (!) oder eineum ca. 70% höhere Maximaldrehzahl der Spindel durch Ein-satz der PM-Regler sind realistisch. �

2.5 Erwärmung aufgrund der Reibleistung bei hohen Drehzahlen, Kühlung des Öls.Aufgrund der mit PM-Reglern reduzierten Reibleistung –siehe Abschnitt 2.4 – wird bei vergleichbaren Spindellage-rungen eine wesentlich verringerte Ölerwärmung erreichtals bei mittels Kapillaren versorgten. Da bei vergleichbarerBelastbarkeit mit PM-Reglern ein weit geringerer Pumpen-druck als mit Kapillaren genügt – siehe hierzu Abschnitt 2.2– wird durch unseren PM-Regler auch die Ölerwärmung auf-grund der Pumpenleistung ebenfalls weit niedriger sein alsmit Kapillaren.Eine besonders niedrige Ölerwärmung wird erreicht, wenndie Spindellagerungen mit vergrößertem Öldurchfluss aus-gelegt werden. Insbesondere bei hohen Drehzahlen mussdann allerdings in der Regel mit einer höheren Gesamtver-lustleistung (= Reib- + Pumpenverlustleistung) gerechnetwerden als bei optimaler Auslegung minimal möglich. Eine weitere Möglichkeit, die drehzahlbedingte Tempera-turänderung der Lagerteile zu reduzieren, besteht in einerWärmeisolation der Spindel und der Lagerteile. Wird z.B.die Lagerstelle an der Spindel keramikbeschichtet sowie dieRäume im Lager, welche mit dem aus den Lagern austreten-den Öl in Berührung kommen, mit einer Kunststoffschicht

versehen oder durch eingelegte Kunststoffteile wärmeiso-liert, so kann die Erwärmung der Lagerteile außerordent-lich verringert werden. Die im Öl entstehende Reibwärmewird dann nahezu vollkommen mit dem Öl aus dem Lagertransportiert.Voraussetzung für die geringe Erwärmung der Spindellage-rung ist allerdings eine Kühlung des Öls auf eine Tempera-tur möglichst einige wenige Grade unter Raumtemperatur.Weiter ist eine geringe Erwärmung des Öls bei einem Spin-deldurchlauf anzustreben. Die typische Erwärmung, jeweilsbei Maximaldrehzahl, liegt bei unseren Lagerungen zwi-schen 6 und 12 °C. Der Unterschied dieser Ölerwärmung beiunterschiedlichen Drehzahlen ist noch deutlich kleiner. Durch obengenannte Maßnahmen kann die Abweichung derTemperatur der Lagerteile von der Raumtemperatur aufca. 3 bis 1 °C begrenzt werden.Es wird damit eine extrem kühle Lagerung mit einem mini-malen Wärmegang und ein extrem kleiner Wärmeeintrag indie Maschine erreicht. �

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3. Hydrostatische Spindellagerungen3.1 Motorspindel üblicher Konzeption.Bei Motorspindeln üblicher Bauart ist der Antriebsmotorzwischen den beiden Radiallagern angeordnet. Hierdurchergibt sich eine relativ kurze Motorspindel und für die Lage-rung des Motorrotors werden keine zusätzlichen Lagerbenötigt.

Die Nachteile dieser Konzeption sind jedoch außerordent-lich groß:

� Die insbesondere bei leistungsstarken Motoren im Mo-torrotor entstehende beträchtliche Wärmemenge kann nurbedingt durch eine Kühlung abgeführt werden. Diese Wär-me wandert also auch in die Spindel ein und führt, auchdann, wenn der Stator des Motors bestmöglich gekühltwird, zu thermisch bedingten Lageveränderungen desWerkzeuges.� Die Temperaturerhöhung in der Spindel kann durchaus60 bis 100 °C betragen.� Darüber hinaus führt dieser Wärmeeintrag in die Spin-del auch zu thermisch bedingten unterschiedlichen Verän-derungen der Lagerdurchmesser der Spindel und derLagerbohrung. Dies ist auch bei Wälzlagerungen problema-tisch, bei den sehr steifen hydrostatischen Lagern SystemHYPROSTATIK ® jedoch vollkommen inakzeptabel.

� Bedingt durch die Baulänge des Motors muss der Ab-stand der Radiallagermitten meist deutlich größer als deroptimale gewählt werden und� bedingt durch den vorgegebenen Bohrungsdurchmes-ser des Motorrotors muss die Spindel zwischen den beidenRadiallagern in der Regel relativ schlank gestaltet werden,ist also relativ biegeweich,� wodurch die Steife der Spindellagerung an der Bearbei-tungsstelle relativ klein und die dynamische Steife starkvermindert wird.� Die elektromagnetischen Radial- und Axialschwingun-gen werden uneingeschränkt auf die Spindellager gelenkt,wodurch die Laufqualität der Spindel beeinträchtig wird.Dies wirkt sich bei der hydrostatischen Lagerung deshalbbesonders nachteilig aus, weil von dieser Lagerung höchsteLaufqualität erwartet und ohne die Einwirkung dergenannten Motorkräfte auch erreicht wird.� Die Motordaten wie Leistung, Drehzahl, dynamischeEigenschaften usw. und auch der Motorlieferant könnennur bedingt variiert werden. Ein anderer Motor bedingtalso meist eine andere Spindellagerung. � Bei der hydrostatisch gelagerten Spindellagerung tre-ten zudem nicht nur zwei sondern vier Abdichtstellen auf(jedes Lager muss nach beiden Seiten abgedichtet werden).

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3.2 Hydrostatische, direkt angetriebene SchleifspindellagerungUm oben genannte Nachteile zu vermeiden, wurde vonHYPROSTATIK® folgendes alternative Konzept entwickelt:

Anstelle einer „Motorspindel” wird eine direkt angetriebe-ne Spindellagerung eingesetzt. Der Motor ist also hinter derSpindel angeordnet. Um den Übertritt der Motorwärme indie Spindel zu vermeiden, ist zwischen Motor und Spindel-lagerung ein „Wärmeisolationsschild” eingefügt. Mit die-sem Konzept werden nahezu alle unter Abschnitt 3.1genannten Nachteile der Motorspindel vermieden. Auchkönnen u.U. höhere Motortemperaturen, also höhereMotorleistungen, zugelassen werden.Eine relativ kurze Bauweise wird mit diesem Konzept durchfolgende Maßnahmen erreicht:

� Der Rotor des Motors und die Spindel sind zwei verschie-dene Teile.� Hinsichtlich der Koppelung des Motorrotors mit derSpindel sind zwei Alternativen möglich:

� Der Motorrotor ist „fliegend", also ohne drittes Radial-lager am Spindelende befestigt. Zwischen Motorrotor undSpindel ist eine sehr warm-feste Kunststoffisolation einge-baut, welche einen Wärmeübertritt vom Motorrotor auf dieSpindel weitgehend unterbindet. Vor allem, wenn Motorenmit größerem Durchmesser möglich sind, kann mit diesemKonzept auch bei hohen Leistungen ein relativ kurzer Motorrealisiert werden, u.U. können Zusatzeinrichtungen wieSpanneinrichtungen innerhalb der Bohrung des Motorro-tors untergebracht werden. Nachteil dieser Lösung ist, dassdie elektromagnetischen Schwingungen des Motors unein-geschränkt auf die Spindellagerung wirken und damit denRundlauf negativ beeinflussen. Vorteilhaft ist, dass keindrittes Lager benötigt wird und die Kraftübertragung vonSpannzylindern vom Motorrotor auf die Spindel unproble-matisch ist.� Alternativ ist der Motorrotor am hinteren Lagerschildmittels wartungsfreien Schrägkugellagern gelagert.Bei hohen Drehzahlen sind hierfür Wälzlager mit Keramik-

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3.3 Abbremsen der Schleifspindel bei Stromausfall.� Bei Stromausfall muss der Pumpendruck zur Versorgungder Spindellagerung so lange aufrecht erhalten werden, bisdie Spindel steht. Um den Aufwand beim Hydroaggregathierfür zu begrenzen, muss die Spindel möglichst schnellbis zum Stillstand abgebremst werden. Alternativ kann diesmittels zusätzlicher Bremsen oder durch Bremsen mittelsden Möglichkeiten des Antriebsmotors erreicht werden.

� Wir favorisieren hierzu folgende Lösung:Bei modernen Werkzeugmaschinen wird der Spindelantriebin der Regel mittels Frequenzumformer gesteuert. Bei denfür Spindellagerungen höherer Drehzahl erforderlichenniedrigviskosen Ölen sind auch speziell dafür konstruierteDruckbegrenzungsventile dynamisch problematisch. Des-halb verwenden wir als Druckpumpen sehr pulsationsarmeInnenzahnradpumpen und regeln den Pumpendruck mittelseinem Drucksensor in der Pumpendruckleitung und einemFrequenzumformer durch Anpassung der Drehzahl des Pum-

penmotors. Durch einen vergleichsweise kleinen Druckspei-cher wird der Regelkreis ausreichend träge, sodass der Pum-pendruck in ausreichend engen Grenzen konstant gehaltenwird. Ein Druckbegrenzungsventil mit einem Öffnungsdruckdeutlich über dem vorgesehenen Pumpendruck wird nur alsSicherheitsventil verwendet, ist also nur bei Störungenoder beim Anlaufen aktiv. Durch eine geeignete Koppelungder Frequenzumformer im Zwischenkreis kann bei Strom-ausfall der Antriebsmotor der Spindellagerung als Genera-tor genützt werden, welcher die Energie zum Antrieb desPumpenmotors liefert. Ein geeignetes und vielfach be-währtes, elektrisches Steuerungskonzept hierzu bietet dieFa. „KEB-Antriebstechnik" Laipple/Brinkmann GmbH an.Hiermit genügt ein sehr kleiner Hydrospeicher.

� Alternativ kann die Ölversorgung auch durch einenDruckspeicher oder eine USV aufrecht erhalten werden. �

kugeln vorgesehen. Das vordere Lager des Motorrotors ent-fällt bei diesem Konzept. Der Motorrotor stützt sich übereine Kunststoffbüchse (zur Wärmeisolation) spielfrei aufdem Spindelende ab. Das Drehmoment wird über eine spiel-freie Klauenkupplung (zur Wärmeisolation mit Kunststoff-zwischenelementen) direkt vom Motorrotor auf dasSpindelende übertragen. Die elektromagnetischen Schwin-gungen des Motors werden nur zu einem kleinen Teil über-wiegend auf das hintere Lager der Spindel übertragen.Nachteilig ist die Notwendigkeit des dritten Lagers, diegrößere Baulänge, zusätzliche Aufwendungen für eine axi-al belastbare Kupplung zwischen Motorwelle und Spindelzur Übertragung der Spannkräfte und die höheren Kosten.� Durch ein alternatives Lagerkonzept mit zwei gegenein-ander gestellten kegeligen oder kugelförmigen Lagernkann nicht nur eine thermisch vorteilhafte Lagerung nach

obigem Konzept erreicht werden, sondern auch derAbstand der „wirksamen Lagermitten“ bei gegebenerGehäuselänge deutlich vergrößert werden.

Mit diesen Konzepten werden nicht nur die unter Pos. 3.1beschriebenen Nachteile vermieden, sondern auch folgen-de zusätzlichen Vorteile erreicht:

� Ohne Beeinflussung der Spindellagerung können An-triebsmotoren mit verschiedener Leistung, Drehzahl undvon unterschiedlichen Herstellern angebaut werden, soferndie Schnittstelle zur Spindellagerung berücksichtigt wird.� Bei entsprechender Konzeption der Schnittstelle kannu.U. der Motor getauscht werden, ohne die Lagerung zu de-montieren oder es kann u.U. die Spindel getauscht werdenund der Motor bleibt bei der Maschine. �

4. Physikalische Zwänge bei der Auslegung hydrostatischer Spindellagerungen4.1 Optimierungsmöglichkeiten für minimale Verlustleistung.Wie in der Literatur richtig angegeben, wird minimaleVerlustleistung dann erreicht, wenn die Spaltgröße und dieÖlviskosität gleich Null ist. Dann ist sowohl die Pumpen-leistung als auch die Reibleistung und damit auch dieGesamtverlustleistung gleich Null.Nun wissen wir natürlich, dass beide Vorgaben nicht einzu-halten sind. Minimale Gesamtverlustleistung wird jedochdann erreicht, wenn möglichst kleine Ölviskosität und

kleine Spaltgröße gewählt wird. Ist die Spaltgröße festgelegt, so ergibt sich die minimaleGesamtverlustleistung aus Pumpen- und Reibleistung mitder (zu wählenden) Ölviskosität, mit welcher die Pumpen-verlustleistung und die Reibleistung gleich groß werden.Ist dagegen die Ölviskosität festgelegt, so ergibt sich dieminimale Gesamtverlustleistung mit der (zu wählenden)Spaltgröße, mit welcher die Reibleistung dreimal so groß

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4.2 Optimierung für minimale Verlustleistung und bestmögliche Schwingungsdämpfung.Geringe Reibleistungen verlangen bei gegebener Spalt-größe einen kleinen Wert für das Produkt aus dynamischer

Ölviskosität und Stegbreite (eta x �). Hohe Dämpfungswer-

te bei mittleren und hohen Erregerfrequenzen dagegen ver-langen einen hohen Wert für das Produkt aus Ölviskosität,

multipliziert mit der dritten Potenz der Stegbreite (� x b³ ).

Beide Forderungen können nur erfüllt werden, wenn bei

gegebener Größe des Produktes (� x b) die Ölviskosität (�)

möglichst klein und die Stegbreite b möglichst großgewählt wird. Kleinstmögliche Reibleistung und bestmögli-che Dämpfung wird deshalb nur mit ausreichend niedrig-viskosen Ölen und aufgrund dessen breitestmöglichenStegen erreicht.Die radiale Nachgiebigkeit der Spindel an der Bearbeitungs-stelle resultiert zu einem Teil aus der Spindeldurchbiegungund zu einem zweiten Teil aus der Nachgiebigkeit der

Radiallager. Mit gegebener Spindelkonstruktion und fest-liegender Steife der Radiallager ergibt sich ein optimalerLagerabstand, mit welchem die Steife an der Bearbeitungs-stelle ein Maximum erreicht.Die Spindeldurchbiegung aus der Materialfederung desSpindelwerkstoffes ist nahezu ungedämpft, die Dämpfungeiner hydrostatischen Spindellagerung resultiert nahezuausschließlich aus der exzellenten Dämpfung der Hydrosta-tiklager. Deshalb sollte bei der Konzeption einer Lagerungversucht werden, die Steife der Spindel möglichst groß, dieSteife der Lager jedoch nur so groß wie nötig festzulegen,da die Dämpfungsabsorptionsleistung mit sinkender Steifeder Hydrostatiklager ansteigt.Hierdurch wird zwar u.U. nicht die höchste Spindelsteifeerreicht, jedoch bei etwas reduzierter Spindelsteife einedeutlich bessere Dämpfung. �

5.1 Abdichtung.Zur Abdichtung der Lagerung gegen eindringende Ver-schmutzungen und Fremdflüssigkeiten sowie gegen austre-tendes Hydrostatikfluid werden vor allem bei höherenDrehzahlen sperrluftunterstützte Labyrinthdichtungeneingesetzt. Bei diesen Dichtungen unterstützt die Flieh-kraft in den Axialdichtspalten bei Spindelrotation dieAbdichtwirkung der Sperrluft. Nachdrücklich empfohlenwird bei diesen Dichtungen, das Öl in einer ausreichendgroßen Rücklaufleitung nach unten, also nicht über Kopf,zum Hydroaggregat zurückzuführen.

Alternativ können insbesondere bei niedrigen Drehzahlenauch die verschiedenen bekannten berührenden Dichtun-gen oder, bei extremen Verhältnissen und hohen Drehzah-len, airstatisch abhebende Gleitringdichtungen eingesetztwerden. Die airstatischen Dichtungen haben den Vorzug,verschleißfrei und trotzdem bei abgeschalteter Druckluft-versorgung (und stehender Spindel!) absolut dicht zu sein.Ein auch nur kurzzeitiger Betrieb dieser Gleitringdichtun-gen ohne Druckluftversorgung kann allerdings zu ihremTotalausfall führen. �

wie die Pumpenleistung wird.Bei sehr schnelllaufender Spindellagerung wird allerdingsdie optimale Auslegung nach oben genannten Kriterien inder Regel nicht möglich sein, da dann die Erwärmung desÖls zu groß würde und aufgrund dessen verschiedene ther-

misch bedingte Nachteile nicht zu vermeiden wären. In sol-chen Fällen wird durch einen erhöhten Öldurchsatz bei un-veränderter Reibleistung die Ölerwärmung begrenzt, das Ölauf kürzestem Wege aus dem Spindelgehäuse geführt unddie ölbenetzten Teile werden bestmöglich wärmeisoliert. �

5. LagerausführungenUnsere Spindellagerungen werden zumindest zunächst in-dividuell an den jeweiligen Einsatzfall angepasst. Es werdensich jedoch sicherlich für gleichartige Anwendungsfälle zu-mindest ähnliche Spindellagerungen ergeben. Bei räumlichnicht begrenzten Lagerungen wird folgendes Konstrukti-onskonzept angewendet:Am zentralen Spindelgehäuse sind beidseitig die Lagerflan-sche mit den beiden Radiallagern angeordnet. Die weltweit

patentierten Anbau-PM-Regler, welche sich an unserenhydrostatischen Gewindetrieben bereits seit Jahren in Tau-senden von Einsatzfällen bewährt haben, werden an dengeschliffenen Flächen der vierkantigen Flansch-Außenformbefestigt. In die Planfläche an den Lagerflanschen, welchean das Spindelgehäuse angepresst wird, sind Ölverteiler-nuten eingearbeitet. Die Axiallager sind an einem derbeiden Lagerflansche angeordnet. �

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5.2 Belüftung der Spindellagerungen.Die Spindel darf, um die angegebenen geringen Verlustleis-tungen zu erreichen, vor allem bei höheren Drehzahlennicht „unter Öl laufen". Um dies zu erreichen, genügt esnicht, am höchsten Punkt des Spindelgehäuses eine Belüf-tungsbohrung vorzusehen: Durch diese Bohrung würde vor-aussichtlich nicht das Spindelgehäuse belüftet, vielmehrwürde durch diese Bohrung Öl austreten. Um das Spindel-gehäuse zuverlässig zu belüften, muss dem Spindelgehäusemit erhöhtem Druck eine relativ geringe Luftmenge zu-

geführt werden. Diese Belüftung erfolgt bei der sperrluft-unterstützten Labyrinthdichtung und der airstatischenGleitringdichtung bereits durch diese Komponenten. Über-schüssige Luft entweicht hierbei mit dem Hydrostatiköl inden Behälter des Hydroaggregates und muss dort ausge-schieden werden. Oben beschriebenes Konstruktionskonzept ist inzwischenin mindestens 50 Exemplaren von Spindellagerungen ver-wirklicht und hat sich gut bewährt.

6.2 Filterung des Hydrostatikfluides.Unsere Hydroaggregate sind in der Standardversion miteiner Umwälzpumpe zur Förderung des Ölstromes durch ei-nen Wärmetauscher ausgestattet. Normalerweise ist dieseUmwälzpumpe mit der Druckpumpe kombiniert, sodass nurein Antriebsmotor für die beiden Pumpen benötigt wird.Um eine hohe Lebensdauer der Hauptpumpe zu erreichen,wird der Hauptfilter im Förderkreis der Umwälzpumpe ange-ordnet, sodass der Druckpumpe nur gefiltertes Öl zugeführtwird. Um auch den PM-Regler an der Lagerung bestmöglich

vor Verschmutzungen zu schützen, ist zusätzlich nach derDruckpumpe ein zweiter Filter angeordnet, welcher Abrieb-teile von der Pumpe und Ablösungen aus Schläuchen vomHydroaggregat zur Spindellagerung auffangen soll. DieserFilter wird optimal bei der Spindellagerung angeordnet.Wenn dies nicht möglich ist, kann der Filter am Hydroaggre-gat angeordnet werden, jedoch sind dann Schläuche zurSpindellagerung so zu wählen, dass Ablösungen vomInnenschlauch ausgeschlossen sind. �

6.1 Luftabscheidung.Wie im Abschnitt 5.2 erläutert, muss das Gehäuse derSpindellagerung durch einen kontinuierlichen Luftstrombelüftet werden.Diese dem Innenraum des Spindelgehäuses zugeführte

Luftmenge strömt mit dem Fluid in das Hydroaggregat undmuss dort ausgeschieden werden. In unseren Hydro-aggregaten erfolgt dies mit Hilfe eines schrägstehendenfeinmaschigen Siebes. �

6.3 Kühlung des Öls.Das Öl wird entweder mittels einem Öl-Fluid-Wärmetau-scher durch ein extern bereitgestelltes „Kühlfluid“ odermittels einem separaten Kälteaggregat gekühlt. Kühlungmit einem kostengünstigen Öl-Luftwärmetauscher ist nurbei vergleichsweise langsam drehenden Lagerungen mitniedriger Reibleistung möglich.

Um die Temperatur des Hydrostatiköls möglichst konstantzu halten, soll bei Einsatz eines externen Kühlfluids dieTemperatur dieses Fluids möglichst wenig schwanken. Wird ein Kälteaggregat zur Kühlung eingesetzt, so soll die-ses kontinuierlich arbeiten. Die Kühlleistung wird dann mit-tels einem Kältemittel-Dosierventil kontinuierlich geregelt.

6. Anforderungen zur Versorgung der hydrostatischen LagerungenDas Hydroaggregat zur Versorgung der hydrostatischenSpindellagerungen hat die Aufgabe, das von der Lagerungzurückkommende Öl aufzunehmen, eventuelle Luftbei-mengungen auszuscheiden, das Öl zu filtern und zu kühlenund weiter das Öl mittels einer Druckpumpe mit dem vorge-

gebenen Druck der Lagerung wieder zuzuführen.Aufgrund der in der Regel notwendigen sehr niedrigvisko-sen Öle, Emulsionen oder entsalztes Wasser müssen alleKomponenten der Hydroaggregate für die jeweils verwen-deten Medien geeignet sein. �

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7. Hydroaggregate

Auf der Seite 17 ist ein Hydroaggregat mit integriertem Kälteaggregat zu sehen. Hydroaggregate bieten wir, angepasst andie Erfordernisse der Spindellagerungen mit integriertem Kälteaggregat, mit Plattenwärmetauscher und Umwälzpumpeoder nur mit Umwälzpumpe zur Förderung des kühlenden Öls durch einen externen Wärmetauscher an. �

6.5 Druckpumpen.Sowohl mit konstanter als auch regelbarer Fördermenge stehen geeignete Pumpen für die erforderlichen meist sehr nied-rigviskosen Öle zur Verfügung. �

6.4 Ölversorgung bei Stromausfall.Insbesondere sehr schnelllaufende hydrostatischeLagerungen müssen, um bestmögliche Eigenschaften zuerreichen, mit sehr niedrigviskosen Ölen und auch relativschmalen Stegen arbeiten. Notlaufeigenschaften durchausreichende hydrodynamische Belastbarkeit kann in derRegel nicht erreicht werden. Es muss also dafür gesorgtwerden, dass die Ölversorgung immer gewährleistet ist, so-lange die Spindel dreht. Dies gilt auch für Stromausfall!

Drei alternative Möglichkeiten bieten sich an, um diesesZiel zu erreichen:

� Mittels Druckspeichern in der Druckleitung.Dies ist die günstigste Lösung bei kleinen Liefermengen ausdem Speicher, also sehr kurzen Abbremszeiten der Spindelund kleinen Förderströmen zur Versorgung der Spindellage-rung. Nachteilig ist, dass der Hydraulikdruck mit zuneh-mender Speicherentleerung abfällt. Um diesen Druckabfallin Grenzen zu halten, kann das Speichervolumen nur zu ca.20%, maximal 25% zur Ölfüllung genützt werden. Soll alsoeine Lagerung mit einem erforderlichen Ölstrom von bei-spielsweise 10 l/min bei Stromausfall für z.B. sechs Sekun-den über einen Speicher mit Öl versorgt werden, so wird

bereits ein Speicher mit ca. 6 Litern Inhalt benötigt. DieserSpeicher darf nur von Fachkundigen gewartet werden.Gefährdet ist die Funktion des Speichers vor allem durchGasverlust. Soll dies ausgeschlossen werden, so muss derGasdruck überwacht werden.

� Durch Antrieb des Hydraulikpumpenmotors mit-tels dem als Generator genützten Spindelmotornur bei Stromausfall.

Hierbei wird der Zwischenkreis des Frequenzumformers desSpindelmotors mit dem des Frequenzumformers für denPumpenmotor derart gekoppelt, dass bei Stromausfall derSpindelmotor bis zu einer niedrigen Restdrehzahl den Pum-penmotor antreibt – siehe hierzu Abschnitt 3.3. Die verblei-bende kurze restliche Abbremszeit überbrückt ein kleinerHydrospeicher.

� Mittels USV (Unabhängige Spannungs-Versorgung,z.B. Batterie).

Hierbei wird die Energie zum Antrieb des Pumpenmotorsaus einem elektrischen Speicher gewonnen. Hiermit lassensich auch sehr lange Nachlaufzeiten erreichen. �

Zweipunktgesteuerte Kälteaggregate sind nur bedingtgeeignet. Mit den von uns gelieferten Ölrückkühlern mit Kältekom-pressor wird das Öl in der Regel mit einer Toleranz von

±0,5 °C auf einen einstellbaren Wert (ca. -2 bis -4 °C) untereine Führungstemperatur (alternativ Luft-, Maschinenge-stell- oder Kühlschmiermitteltemperatur) gekühlt. �

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Technische Daten� Drehzahl 0-7600 U/min� Pumpendruck 63 bar� Öltype VG 2� Öldurchfluss 10 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 2000 N� Steife an Schleifscheibe > 320 N/µm� Motorleistung 50 kW� Reibleistung bei max. Drehzahl 1,2 kW� Abstand Achse zu Gehäusevorderkante 105 mm� für automatische Wuchtsysteme vorbereitet

Technische Daten� Drehzahl 0-3000 U/min� Pumpendruck 50 bar� Öltype VG 4� Öldurchfluss 7,6 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 2000/4000 N� Steife an Schleifscheibe > 400 N/µm� Reibleistung bei max. Drehzahl 0,8 kW� Abstand Achse zu Gehäusevorderkante 100 mm� für automatische Wuchtsysteme vorbereitet

INFO:Technische Daten,Geometrie, Anschluss-maße, Antriebsart,Motor und Drehgeberkönnen selbstver-ständlich an IhrenBedarf angepasstwerden.Wir freuen uns auf IhreKontaktaufnahme.

8. Beispiele ausgeführter hydrostatischer Lagerungen.8.1 Motorspindel zum Schleifen 8.2 Riemenspindel zum Schleifen

Besondere Eigenschaften hydrostatischer SchleifspindelnSystem HYPROSTATIK®:� verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften� außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität� hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife� außergewöhnlich hohe Dämpfung� geringe Reib- und Pumpenleistung durch unseren patentierten PM-Regler und

optimale Auslegung mittels umfassenden Berechnungsprogrammen� minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung und Wärme-

isolation zwischen Motor und Spindellagerung � exzellente Wuchtgüte

Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:� beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen� geringstmögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität� exzellente Eignung auch für Borazonschleifscheiben� hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl� aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und� bei crash-freiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten

Lieferbar als Motorspindel mit Asynchron- oder Synchronmotor, für Direkt- oder Riemen-antrieb, vorbereitet zur Aufnahme eines Wuchtsystems.

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Technische Daten� Drehzahl 0-120 U/min� Pumpendruck 50 bar� Öltype VG 10� Öldurchfluss 2,6 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 3000 N� max. Werkstückgewicht 2000 kg� Steife an Schleifscheibe > 2000 N/µm� Reibleistung bei max. Drehzahl 0,14 kW� Rundlauf und Planlauf < 0,30 µm� für Magnetscheiben Ø 1600 mm

Technische Daten� Drehzahl 0-6000 U/min� Pumpendruck 50 bar� Öltype VG 2� Öldurchfluss 6 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 500 N� Steife am Werkstück ca. 80 N/µm� Motorleistung 6,3 kW� Reibleistung bei max. Drehzahl 0,6 kW� Abstand Achse zu Gehäusevorderkante 65 mm� Rund- und Planlauf < 0,15 µm� Spindeldurchlass 26 mm� Achshöhe 65 mm

Besondere Eigenschaften hydrostatischer WerkstückspindelnSystem HYPROSTATIK®:� verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften� außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität� hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife� außergewöhnlich hohe Dämpfung� geringe Reib- und Pumpenleistung sowie hohe Belastbarkeit durch unseren patentier-

ten PM-Regler und optimale Auslegung mittels umfassender Berechnungsprogramme� minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung und Wärme-


Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:� beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen� geringstmögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität� hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl� aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und� bei crash-freiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten

Lieferbar als Motorspindel mit Asynchron- oder Synchronmotor, für Direkt- oder Riemen-antrieb, mit kundenspezifischen Durchgangsbohrungen und für C-Achsbetrieb.

INFO:Technische Daten,Geometrie, Anschluss-maße, Antriebsart,Motor und Drehgeberkönnen selbstver-ständlich an IhrenBedarf angepasstwerden.Wir freuen uns auf IhreKontaktaufnahme.

8.3 Motor-Werkstückspindel 8.4 Werkstückspindel für Direktantrieb

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Technische Daten� Drehzahl 0-25000/35000 U/min� Pumpendruck 63 bar� Öltype VG 2� Öldurchfluss 10 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 750/500 N� Radial-Steife an Schleifscheibe 120/60 N/µm� Schleifleistung 9/6 kW� Reibleistung bei max. Drehzahl 0,9/0,6 kW� Abstand Achse zu Gehäuse-Vorderkante 24/16 mm� Für CBN-Scheiben ca. Ø 70 / Ø 50

Technische Daten� Drehzahl 0-2000 U/min� Pumpendruck 40 bar� Öltype VG 4� Öldurchfluss 7,2 l/min� max. Schleifkraft axial/radial 500 N� max. Moment auf das Lager 60 Nm� Lagersteife axial/radial 600/400 N/µm� Reibleistung bei max. Drehzahl ca. 0,4 kW� Rund- und Planlauf gemessen < 0,2 µm� Durchlass Ø 90 mm

Besondere Eigenschaften hydrostatischer Nockenschleif- undScheibenlagerungen System HYPROSTATIK®:� verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften� außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität� hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife� außergewöhnlich hohe Dämpfung� geringe Reib- und Pumpenleistung sowie hohe Belastbarkeit durch unseren

patentierten PM-Regler und optimale Auslegung mittels umfassender Berechnungs-programme

� minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung� exzellente Wuchtgüte

Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:� beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen� geringstmögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität� hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl� aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und� bei crash-freiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten

Lieferbar für Riemenantrieb. Kundenspezifische Lösungen möglich.

INFO:Technische Daten,Geometrie, Anschluss-maße, Antriebsart,Motor und Drehgeberkönnen an IhrenBedarf angepasstwerden. Weitere Stan-dardtypen und Größensind lieferbar. Wirfreuen uns auf IhreKontaktaufnahme.

8.5 Nockenschleifspindel 8.6 Scheibenlagerung für beidseitiges Schleifen

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Technische Daten� Spindelaufnahme A8 nach DIN 55021� Drehzahl 0-4000 U/min� Pumpendruck 63 bar� Öltype VG 2� Öldurchfluss bis 12 l/min� max. Schnittkraft axial/radial 10 kN� Lagersteife > 1000 N/µm� Reibleistung bei max. Drehzahl 1,3 kW� Rund- und Planlauf < 0,3 µm� Achshöhe 165 mm� Spindelbohrung Ø 80 mm

Technische Daten� Spindelaufnahme A5 nach DIN 55021� Drehzahl 0-7000 U/min� Pumpendruck 80 bar� Öltype VG 2� Öldurchfluss mit rotierender Ölzuführung 21 l/min� max. Schnittkraft axial/radial 6,3 kN� Lagersteife > 1000 N/µm� Nennleistung (S1) 20 kW� Nennmoment (S1) 125 Nm� Reibleistung bei max. Drehzahl max. 3,6 kW� Spindel Ø 42 mm

Besondere Eigenschaften hydrostatischer Drehmaschinen-Hauptspindeln System HYPROSTATIK®:� verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften� außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität� hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife� außergewöhnlich hohe Dämpfung� geringe Reib- und Pumpenleistung sowie hohe Belastbarkeit durch patentierten

PM-Regler und optimale Auslegung mittels umfassender Berechnungsprogramme� minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung und Wärme-


Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:� Eignung auch für hohe Schruppbelastungen und für das Hartdrehen� beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen� geringstmögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität� hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl� aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und� bei crash-freiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten

Lieferbar als Motorspindel mit Asynchron- oder Synchronmotor, für Direkt- oder Riemen-antrieb, mit kundenspezifischen Durchgangsbohrungen und mit Indexierung, Motor-spindel mit integriertem Spannsystem und Drehdurchführung sowie für C-Achsbetrieb.


8.7 Drehmaschinen-Motorspindel 8.8 Drehmaschinen-Hauptspindel

� mit Spannhydraulik, Indexierung und für C-Achs-Betrieb

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Technische Daten� Spindelaufnahme HSK40E� Drehzahl 0-42000 U/min� Pumpendruck 80 bar� Fluid: Emulsion oder entsalztes Wasser� max. Durchfluss 10 l/min� max. Schnittkraft axial/radial 500 N� Lagersteife 200/160 N/µm� Leistung Motor (S1) 15 kW� Moment bei max. Drehzahl (S1) 3,5 Nm� Moment bei 500 U/min 4 Nm� Reibleistung bei max. Drehzahl ca. 4 kW

Technische Daten� Werkstückspannung mit interner Spannzange� Drehzahl 0-3000 U/min� Pumpendruck 80 bar� Öldurchfluss 30 l/min� max. Lagerkraft axial/radial 10/10 kN� max. Lagermoment 500 Nm� Lagersteife ca. 1250 N/µm� Reibleistung bei max. Drehzahl ca. 3,5 kW� Werkstückdurchgang Ø 115 mm� Antrieb Riemen oder Zahnrad

Besondere Eigenschaften hydrostatischer Frässpindeln undMittenlagerungen System HYPROSTATIK®:� verschleißfrei und damit gebrauchsdauerunabhängige Eigenschaften� außergewöhnlich hohe Rund- und Planlaufqualität� hohe statische sowie dynamische Radial- und Axialsteife� außergewöhnlich hohe Dämpfung� geringe Reib- und Pumpenleistung sowie hohe Belastbarkeit durch patentierten

PM-Regler und optimale Auslegung mittels umfassender Berechnungsprogramme� minimaler Temperaturgang von wenigen °C durch geeignete Ölkühlung und Wärme-


Oben genannte Eigenschaften gewährleisten:� Eignung auch für hohe Schruppbelastungen und für das Hartdrehen bzw. -fräsen� beste Werkstückoberflächen, hohe Werkzeugstandzeiten und Abtragsleistungen� geringstmögliche Formfehler und beste Rund- sowie Planlaufqualität� hohe thermische Stabilität nahezu unabhängig von der Drehzahl� aufgrund der Verschleißfreiheit hohe Verfügbarkeit und� bei crash-freiem Betrieb minimale Wartungskosten und Stillstandzeiten

HSK-Spindel lieferbar als Motorspindel mit Asynchron- oder Synchronmotor,mit integriertem Spannsystem und Drehdurchführung sowie mit Reinigungsluft imStillstand oder Kühlmittelzuführung.Mittenlagerung lieferbar für Zahnrad- oder Riemenantrieb, mit kundenspezifischenDurchgangsbohrungen und integriertem Spannsystem.


8.9 HSK-Frässpindel 8.10 Mittenlagerung für Drehmaschinen

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Technische Daten� Tankinhalt 100-200 Liter� Pumpendruck 40-120 bar� Öltype Wasser oder niedrigviskose Öle� Fluidstrom bis 8-25 l/min� mit integriertem Kälteaggregat 3,0 oder 5,0 kWoder Kühlung mit Plattenwärmetauscher mit Über-wachungseinrichtungen, angepasst an die Anforderungender Spindel, leise und mit geringem Platzbedarf.

8.11 Sonder-Hydroaggregate für Spindeln


Sprechen wir über Verbesserungen und technischeInnovationen durch den Einsatz von Hyprostatik.

Das Team von Hyprostatik Schönfeld GmbH

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HYPROSTATIK® Schönfeld GmbHFelix-Hollenberg-Str. 3 . 73035 Göppingen

Tel.: +49 (0) 71 61/ 96 59 59-0 . Fax -20

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Hydrostatische Spindellagerungen · Taschen sehr groß – z.B. doppelt so groß wie bei nichtbela-steter Lagerung – ist, ergibt sich trotz des hohen Taschen-druckes eine ausreichend