Hydrostatische Lagerung in Werkzeugmaschinen: Wirkung, Kennzahlen und Auslegung

Key Takeaways:

A complete technical compilation of liquid hydrostatic spindles, hydrostatic direct-drive rotary tables and hydrostatic bearings — operating principles, representative parameters, advantages over rolling bearings, design and maintenance essentials, and typical machine-tool applications.

Tags:
hydrostatic spindle technology liquid hydrostatic bearing hydrostatic rotary table hydrostatic motorized spindle hydrostatic spindle manufacturer hydrostatic rotary table supplier hydrostatic bearing design hydrostatic spindle maintenance CNC gear hobbing machine gear cutting machine supplier 6-axis gear hobber
🇩🇪 Deutsch
🇩🇪 Deutsch

Hydrostatische Lagerung in Werkzeugmaschinen: Wirkung, Kennzahlen und Auslegung

Die hydrostatische Lagerung ist die konsequente Weiterentwicklung des Gleitlagers: Statt metallischen Kontakt zuzulassen, läuft die Drehbewegung auf einem unter Druck stehenden Ölfilm. Dadurch entsteht zwischen Lagerstelle und Welle kein Verschleiß, die Reibung ist nahezu null und die Dämpfung des Ölfilms wirkt direkt auf die Bearbeitungsstabilität. Genau diese Eigenschaft macht hydrostatische Lagerungen zur ersten Wahl für Werkzeugmaschinen mit hohen Anforderungen an Form- und Lagetreue.

Wirkprinzip des hydrostatischen Lagers

Die Druckflüssigkeit wird mit 3,5–4 MPa gefördert und in den Spalt zwischen Lagerschale und Lagersitz geführt. Sobald der Ölfilm die tragende Schicht aufbaut, ist die Reibpartnerpaarung vollständig getrennt: Die Reibung ist druckbedingt proportional und absolut gering. Gleichzeitig liefert der Ölfilm hohe radiale und axiale Steifigkeit sowie eine exzellente Dämpfung — zentrale Voraussetzungen für erreichbare Rundlaufgenauigkeiten von ±0,001 mm im Dauerbetrieb.

Kennzahlen und Grenzwerte

Für die Auslegung sind Öldruck, Tragfähigkeit, Steifigkeit und Rundlaufgenauigkeit die vier Werte, die über die Eignung entscheiden. Nachfolgend die typischen Werte unserer Baureihen; die verbindlichen Grenzwerte entnehmen Sie bitte dem Datenblatt der jeweiligen Baugröße.

Technische Daten

ParameterBereich / Wert
ItemParameter (φ630 representative)
Table diameterφ630 mm
Load capacity1000 kg @ 3.5–4 MPa
Rotary accuracy≤ ±0.001 mm
Direct-drive torque motor485SJM-1350BH, 1350 / 2400 N·m
Position feedbackHeidenhain RCN2380 rotary encoder (closed loop)
SealingAir-curtain sealing
Product seriesMRDY-630 / 500 / 465 etc.
ItemParameter
Max. workpiece diameter / module320 mm / 8
Gear accuracyGB/T 10095 class 6 (ISO 1328 class 6)
B-axis direct-drive torque motor220 N·m, rated 1450 r/min, max 5000 r/min
C-axis direct-drive torque motor1200 N·m, rated 45 r/min, max 80 r/min
Hob spindle taper boreMorse No.5
IndicatorLiquid hydrostatic
Friction statePure fluid friction, non-contact
Rotary / radial runout≤0.1 µm (high-end up to 0.02 µm)
Stiffness5–10× rolling bearings
Wear / service lifeTheoretical unlimited life
Low-speed behaviourNo creep
Vibration dampingGood oil-film damping, fast decay
Thermal deformationHeat carried away by the oil flow, uniform
Speed rangeFrom very low speed to tens of thousands of rpm

Anwendungen in Werkzeugmaschinen

  • Hydrostatische Motorspindeln für Portal- und Flachschleifmaschinen
  • Hydrostatische Drehtische als 4. Achse für Bearbeitungszentren
  • Bearbeitung von Getriebegehäusen und Zylinderköpfen
  • Nachrüstung (Retrofit) bestehender Maschinen zur Steigerung der Genauigkeit

Auswahl- und Betriebshinweise

  • Ölqualität und Filtrationsgrad entsprechend den Herstellervorgaben halten — Partikel sind der Hauptverschleißfaktor
  • Druckaufbau vor dem Anfahren sicherstellen, Trockenlauf unbedingt vermeiden
  • Temperatur des Ölkreislaufs überwachen, da die Viskosität unmittelbar auf die Steifigkeit wirkt
  • Bei Stillstandszeiten Kühlmittel- und Späneeintrag durch Luftschleier reduzieren

Wir entwickeln und fertigen hydrostatische Komponenten in eigener Werkstatt — von der Lagerberechnung über den Fertigungsbau bis zur Messung im Werk. Auf Anlieferung Ihrer Zeichnung oder Ihrer Altteilenummer erstellen wir ein Angebot inklusive Prüfprotokoll. Für Serienkunden betreiben wir ein OEM-Programm mit kundenspezifischer Kennzeichnung.

Die hydrostatische Lagerung ist die konsequente Weiterentwicklung des Gleitlagers: Statt metallischen Kontakt zuzulassen, läuft die Drehbewegung auf einem unter Druck stehenden Ölfilm. Dadurch entsteht zwischen Lagerstelle und Welle kein Verschleiß, die Reibung ist nahezu null und die Dämpfung des Ölfilms wirkt direkt auf die Bearbeitungsstabilität. Genau diese Eigenschaft macht hydrostatische Lagerungen zur ersten Wahl für Werkzeugmaschinen mit hohen Anforderungen an Form- und Lagetreue.

Wirkprinzip des hydrostatischen Lagers

Die Druckflüssigkeit wird mit 3,5–4 MPa gefördert und in den Spalt zwischen Lagerschale und Lagersitz geführt. Sobald der Ölfilm die tragende Schicht aufbaut, ist die Reibpartnerpaarung vollständig getrennt: Die Reibung ist druckbedingt proportional und absolut gering. Gleichzeitig liefert der Ölfilm hohe radiale und axiale Steifigkeit sowie eine exzellente Dämpfung — zentrale Voraussetzungen für erreichbare Rundlaufgenauigkeiten von ±0,001 mm im Dauerbetrieb.

Kennzahlen und Grenzwerte

Für die Auslegung sind Öldruck, Tragfähigkeit, Steifigkeit und Rundlaufgenauigkeit die vier Werte, die über die Eignung entscheiden. Nachfolgend die typischen Werte unserer Baureihen; die verbindlichen Grenzwerte entnehmen Sie bitte dem Datenblatt der jeweiligen Baugröße.

Technische Daten

ParameterBereich / Wert
ItemParameter (φ630 representative)
Table diameterφ630 mm
Load capacity1000 kg @ 3.5–4 MPa
Rotary accuracy≤ ±0.001 mm
Direct-drive torque motor485SJM-1350BH, 1350 / 2400 N·m
Position feedbackHeidenhain RCN2380 rotary encoder (closed loop)
SealingAir-curtain sealing
Product seriesMRDY-630 / 500 / 465 etc.
ItemParameter
Max. workpiece diameter / module320 mm / 8
Gear accuracyGB/T 10095 class 6 (ISO 1328 class 6)
B-axis direct-drive torque motor220 N·m, rated 1450 r/min, max 5000 r/min
C-axis direct-drive torque motor1200 N·m, rated 45 r/min, max 80 r/min
Hob spindle taper boreMorse No.5
IndicatorLiquid hydrostatic
Friction statePure fluid friction, non-contact
Rotary / radial runout≤0.1 µm (high-end up to 0.02 µm)
Stiffness5–10× rolling bearings
Wear / service lifeTheoretical unlimited life
Low-speed behaviourNo creep
Vibration dampingGood oil-film damping, fast decay
Thermal deformationHeat carried away by the oil flow, uniform
Speed rangeFrom very low speed to tens of thousands of rpm

Anwendungen in Werkzeugmaschinen

  • Hydrostatische Motorspindeln für Portal- und Flachschleifmaschinen
  • Hydrostatische Drehtische als 4. Achse für Bearbeitungszentren
  • Bearbeitung von Getriebegehäusen und Zylinderköpfen
  • Nachrüstung (Retrofit) bestehender Maschinen zur Steigerung der Genauigkeit

Auswahl- und Betriebshinweise

  • Ölqualität und Filtrationsgrad entsprechend den Herstellervorgaben halten — Partikel sind der Hauptverschleißfaktor
  • Druckaufbau vor dem Anfahren sicherstellen, Trockenlauf unbedingt vermeiden
  • Temperatur des Ölkreislaufs überwachen, da die Viskosität unmittelbar auf die Steifigkeit wirkt
  • Bei Stillstandszeiten Kühlmittel- und Späneeintrag durch Luftschleier reduzieren

Wir entwickeln und fertigen hydrostatische Komponenten in eigener Werkstatt — von der Lagerberechnung über den Fertigungsbau bis zur Messung im Werk. Auf Anlieferung Ihrer Zeichnung oder Ihrer Altteilenummer erstellen wir ein Angebot inklusive Prüfprotokoll. Für Serienkunden betreiben wir ein OEM-Programm mit kundenspezifischer Kennzeichnung.