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Lageranordnungen für hohe Belastungen

Oft werden Drehspindeln zur Metallbearbeitung bei relativ niedrigen Drehzahlen verwendet. Spantiefe und Vorschubgeschwindigkeit werden in Abhängigkeit von der geforderten Oberflächengüte meist bis zum Äußersten getrieben. In einem Drehautomaten wird die Leistung normalerweise durch eine Riemenscheibe oder ein Zahngetriebe auf die Spindel übertragen, wodurch hohe Radiallasten auf der Antriebsseite resultieren. An der Werkzeugseite der Spindel, wo hohe Kombibelastungen auftreten, müssen Steifigkeit und Tragfähigkeit ebenfalls hoch sein.
In Drehspindeln kommt häufig ein zweireihiges Zylinderrollenlager in Kombination mit einem zweiseitig wirkenden Axial-Schrägkugellager an der Werkzeugseite und ein zweireihiges Zylinderrollenlager an der Gegenseite zum Einsatz (Bild 1).
Der Außendurchmesser der Schrägkugellager-Gehäusescheibe wird mit einer bestimmten Toleranz gefertigt. Dank dieser Toleranz wird das Lager beim Einbau im Gehäuse radial freigestellt, wenn die Bohrungsdurchmessertoleranz für das angrenzende zweireihige Zylinderrollenlager passend ist. Die radiale Freistellung reicht dann aus, um das Axiallager von einer signifikanten radialen Belastung zu befreien. Diese Lageranordnung gewährleistet eine lange rechnerische Lebensdauer und eine hohe Steifigkeit und Stabilität – beides Voraussetzungen für die Herstellung hochwertiger Werkstücke.
Als Faustregel gilt: Die Entfernung zwischen der Mitte des Lagers auf der Werkzeugseite und der Mitte des Lagers auf der Gegenseite sollte das 3- bis 3,5-Fache des Bohrungsdurchmessers des Lagers auf der Werkzeugseite betragen. Diese Faustregel gilt besonders für hohe Belastungen. Weitergehende Informationen enthält der Abschnitt Systemsteifigkeit.
Zusätzliche Anordnungen für CNC-Spindeleinheiten, herkömmliche Fräsmaschinen (Bild 2, Bild 3) und Zentrierspitzen (Bild 4) sind ebenfalls erhältlich.
Für Anwendungsfälle mit begrenztem Einbauraum sind eventuell Hochgenauigkeits-Schrägkugellager der „Super-Precision Bearings“-Serie 718 oder 719 (Bild 5, Bild 6) besser geeignet.
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