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Federnd angestellte Anordnung

Die federnd angestellte Lagerung teilt sich, ähnlich wie bei der Fest-Loslagerung, in ein Festlager an der Werkzeugzeugaufnahme und ein Loslager am hinteren Ende der Spindel auf. Jedoch ist das Festlager nicht kraftlos verschiebbar, sondern in der Regel durch eine Federanordnung am Außenring definiert vorgespannt. Dadurch können Längenänderung aus der Erwärmung der Welle und kinematische Relativverlagerungen weitestgehend ohne Vorspannungsverlust ausgeführt werden. Der verschiebbare Außenring des Loslagers wird dabei einer sogenannten Loslagerbuchse aufgenommen. Die axiale Verschiebung wird dabei häufig durch eine Kugelführungsbuchse (Linearlager) oder einer Gleitlagerung sichergestellt. Bei hydrodynamischen Gleitlagern wird das Schmiermittel drucklos oder nur mit geringem Druck an die Kontaktstelle zwischen Welle und Lagerschale geführt. Der notwendige Schmierfilm baut sich durch Mitnahme des Öls bei der Relativbewegung der Welle und Lagerschale selbstständig auf. Haupteinsatzgebiete der hydrodynamischen Gleitlagerung sind in Feinbearbeitungsmaschinen (Dreh-und Schleifmaschinen) und im Schwerwerkzeugmaschinenbau (Pressen). Hydrostatische und Aerostatische Gleitlager halten den Schmierfilm (Öl, Luft) durch ein externes Drucksystem aufrecht.

Bei der hydrostatischen Gleitlagerung werden Welle und Lagerschale durch einen dauernden Ölfilm voneinander getrennt. Die Höhe des schmierenden Ölfilms ist im Gegensatz zu der hydrodynamischen Gleitführung von der Gleitgeschwindigkeit unabhängig. Weiterhin weisen hydrostatische Gleitlager stets reine Flüssigkeitsreibung und keine Anlaufreibung auf und sind aus diesem Grund verschleißfrei. Ruckgleiten (Stick-Slip) tritt selbst bei geringer Geschwindigkeit nicht auf. Besonders bei Großwerkzeugmaschinen und im Sondermaschinenbau sind Hauptspindeln in vielen Füllen hydrostatisch gelagert. Aerostatische Lagerungen arbeiten nach demselben Funktionsprinzip wie hydrostatische Lager. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Eigenschaften des Schmiermittels. Luft hat eine zwei bis drei Zehnerpotenzen geringere Viskosität als Öl und ist kaum von der Temperatur abhängig. Hohe Tragfähigkeiten und Steifigkeiten werden durch eine geringe Lagerspalte erreicht.

Aerostatische Lagerungen weisen eine sehr geringe Reibung, praktisch keinen Verschleiß und eine niedrige Geräuscherzeugung auf. Nachteile dieser Lagerung zeigen sich in einem erhöhten Fertigungsaufwand und schlechten Notlaufeigenschaften. Einsatzgebiete der Aerostatischen Lagerungen sind vorwiegend in Hochpräzisionsmaschinen sowie in Maschinen mit schnell laufenden Bohr- und Schleifspindeln.

Das elektromagnetische Prinzip ist heutzutage noch sehr selten im Werkzeugmaschinenbau zu finden. Elektromagnetische Lagersysteme eignen sich aufgrund des relativ großen Luftspaltes und deswegen geringer Reibmomentübertragung für sehr hohe Drehzahlen. Sie werden vereinzelt bei der Hochgeschwindigkeitszerpanung eingesetzt. Neben den elektromagnetischen Lagern sind zusätzlich Fanglager vorgesehen, welche bei Ausfall der Magnetlagerung, Stromausfall oder Überbelastung eine Zerstörung verhindern sollen. Elektromagnetische Lagerungen werden in Einzelfällen für Spezialaufgaben eingesetzt, da den hohen erreichbaren Drehzahlen ein umfangreicher Kosten-, Regelungs- und Energieaufwand gegenübersteht.