DD294648A5 - PINOL SPINDLE WITH ESSENTIALLY RIGHT ANGLE SPINDLE DRIVE INTRODUCED TO SPINDLE AXIS - Google Patents

PINOL SPINDLE WITH ESSENTIALLY RIGHT ANGLE SPINDLE DRIVE INTRODUCED TO SPINDLE AXIS Download PDF

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DD294648A5
DD294648A5 DD34103390A DD34103390A DD294648A5 DD 294648 A5 DD294648 A5 DD 294648A5 DD 34103390 A DD34103390 A DD 34103390A DD 34103390 A DD34103390 A DD 34103390A DD 294648 A5 DD294648 A5 DD 294648A5
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Matthias Guendel
Wolfgang Otto
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Werkzeugmaschinenfabrik Auerbach,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pinolenspindel mit im wesentlichen rechtwinklig zur Spindelachse eingeleitetem Spindelantrieb. Derartige Pinolenspindeln sind beispielsweise in den Vertikalapparaten von Universalfraesmaschinen angeordnet. Die Erfindung sieht in Hoehe des Spindelantriebes eine Abflachung oder Aussparung der Pinole vor, welche dem Antriebskegelrad fuer die Spindel Raum gibt. Das Abtriebskegelrad weist einen Druchmesser auf, der gleich grosz oder kleiner als der Auszendurchmesser der Pinole ist. Gelagert ist die Spindel in der Pinole nur an deren der Spindelstirn naechstliegendem Ende (Festlager) und andererseits auszerhalb der Pinole (Loslager). Fig. 1{Werkzeugmaschine; Pinolenspindel; Spindelantrieb; Kegelradgetriebe; Spindellagerung}The invention relates to a quill spindle with a substantially perpendicular to the spindle axis initiated spindle drive. Such spindle spindles are arranged for example in the vertical apparatus of universal milling machines. The invention provides in height of the spindle drive before a flattening or recess of the quill, which gives the drive bevel gear for the spindle space. The driven bevel gear has a diameter which is equal to or less than the Auszendurchmesser the quill. The spindle is mounted in the quill only at its end closest to the spindle end (fixed bearing) and on the other hand outside the quill (movable bearing). Fig. 1 {machine tool; Pinolenspindel; Spindle drive; bevel gear; Spindle bearing}

Description

Eine vorteilhafte Gestaltung der Erfindung sieht vor, die Spindel an ihrem der Spindelstirn abgewandten Ende im Abtriebszahnrad des Spindelantriebes längsbeweglich und drehfest zu führen und mit demselben drehbar zu lagernAn advantageous embodiment of the invention provides to guide the spindle at its end facing away from the spindle end in the output gear of the spindle drive longitudinally movable and rotationally fixed and to store the same rotatable

Die Wirkungsweise der Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert. The operation of the invention will be explained in more detail with reference to the following embodiment.

Ausführungsbeispielembodiment Die zugehörige Zeichnung zeigt mitThe accompanying drawing shows with Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Pinolenspindel.1 shows a longitudinal section through an inventively designed Quill spindle. In dem Gehäuse 1 ist die Pinole 2 aufgenommen. Die Spindel 3 ist mittels der Lager 4 einerseits in der Pinole 2 drehbar gelagert.In the housing 1, the quill 2 is added. The spindle 3 is rotatably supported on the one hand in the sleeve 2 by means of the bearings 4. Andererseits ist die Spindel 3 im Abtriebskegelrad 5 Isngsbeweglich und drehfest geführt. Dies kann z. B. mittels KeilwellenprofilOn the other hand, the spindle 3 in the driven bevel gear 5 Isngsbeweglich and rotatably guided. This can be z. B. by means of a splined shaft profile

oder durch die Paarung Feder/Nut geschehen. Das Abtriebskegelrad 5 ist durch die ortsfesten Lager 6 im Gehäuse 1 drehbaror done by mating spring / groove. The driven bevel gear 5 is rotatable by the stationary bearings 6 in the housing 1

gelagert. Sein Außendurchmesser entspricht maximal dem Außenduichmesser der Pinole 2 im Bereich ihrer Führung imstored. Its outer diameter corresponds at most to the outer diameter of the quill 2 in the region of its guide in the

Gehäuse 1. Mit dem Abtriebskegelrad 5 kämmt das orthogonal zur Spindelachse angeordnete Antriebskegelrad 7, welches mitHousing 1. With the driven bevel gear 5 meshes orthogonal to the spindle axis arranged drive bevel gear 7, which with

dem nicht dargestellten Hauptantrieb der Maschine in an sich bekannter Weise verbunden ist.the main drive of the machine, not shown, is connected in a conventional manner.

Die Pinole 2 weist eine Abflachung oder Aussparung 8 auf, welche so bemessen und so angeordnet ist, daß sie bei nichtThe sleeve 2 has a flattening or recess 8 which is sized and arranged so that they are not

ausgefahrener Pinole 2 dem Antriebskegelrad 7 Raum gibt. Das Antriebskegelrad 7 befindet sich also ganz oder teilweise imextended quill 2 the drive bevel gear 7 room gives. The drive bevel gear 7 is thus wholly or partly in

Bereich der Pinolenwandung oder durchdringt diese ganz oder teilweise, ohne dieselbe zu berühren.Part of the sleeve wall or penetrates all or part of it, without touching the same. Durch diese Gestaltung der Pinolenspindel ist es möglich, vergleichsweise kleine Kegelräder 5,7 für den Antrieb der Spindel 3 zuBy this design of the spindle spindle, it is possible to comparatively small bevel gears 5.7 for the drive of the spindle 3

verwenden, ohne die Steife der Pinole 2 zu verringern.use without reducing the stiffness of quill 2.

Vielmehr können die Pinole 2 und ihre Lagerung entsprechend den Erfordernissen dimensioniert werden, ohne daß dadurch derRather, the quill 2 and its storage can be dimensioned according to the requirements, without thereby Durchmesser der Kegelräder 5,7 direkt beeinflußt wird.Diameter of the bevel gears 5.7 is directly affected. Kleine Kegelräder verursachen bekanntlich aufgrund der geringeren Umfangsgeschwindigkeit weniger Geraufen, so daß mitSmall bevel gears cause known less due to the lower peripheral speed Geraufen, so that with

gleicher Herstellgüte höhere Drehzahlen realisierbar sind.the same manufacturing quality higher speeds can be realized.

Die Lagerung der Spindel 3 nur einerseits in der Pinole 2 an derem der Spindelstirn nächstliegenden Ende und andererseits überThe storage of the spindle 3 only one hand in the sleeve 2 at the end of the spindle closest to the end and on the other hand

die Lager 6 für das Abtriebskegelrad 5 vergrößert die Stützweite. Bei ausfahre nder Pinole 2 tritt im Gegensatz zu bekanntenthe bearing 6 for the driven bevel gear 5 increases the span. Extensions quill 2 occurs in contrast to known

Lösungen keine Zunahme des Pinolenkippens ein, da die zunehmende Lagerstützweite das verhindert. Folglich entfällt derSolutions no increase in Pinolenkippens, as the increasing bearing support prevents this. Consequently, the deleted

negative Einfluß des Ausfahrens der Pinole 2 auf das Kippen derselben.negative influence of extension of the sleeve 2 on the tilting thereof.

Ein weiteres positives Ergebnis der erfindungsgemäßen Gestaltung des Antriebes der Pinolenspindel ist im Vergleich zum StandAnother positive result of the inventive design of the drive of the spindle spindle is compared to the state

der Technik der Wegfall von Spindellagern, woraus auch eine Verringerung der Erwärmung der Umbauteile und auch derThe technique of eliminating spindle bearings, resulting in a reduction in heating of the components and also the

Spindel 3 resultiert.Spindle 3 results. Außerdem ist festzustellen, daß durch den Wegfall von Spindellagern auch die Gefahr der Überbestimmung im BereichIn addition, it should be noted that by eliminating spindle bearings also the risk of over-determination in the area Pinole 2-Kegelradlager 6 entfällt und des weiteren infolge des Anordnens des Festlagers der Spindel 3 an deren VorderteilQuill 2 bevel gear 6 deleted and further due to the arrangement of the fixed bearing of the spindle 3 at the front part

(Lager 4 nahe der Spindelstirn) die Spindelerwärmung durch dieses Lager nur zu einem vernachlässigbar kleinen(Bearing 4 near the spindle front) the spindle heating by this camp only to a negligible

Axialwachstum derSpindei rührt.Axial growth of the spider stirs.

Claims (2)

1. Pinolenspindel mit im wesentlichen rechtwinklig zur Spindelachse eingeleitetem Spindelantrieb und in der Pinole gelagerter Spindel, gekennzeichnet dadurch, daß die Pinole (2) in Höhe des Spindelantriebes eine diesem zugewandte Abflachung oder Aussparung (8) aufweist, welche dem Antriebskegelrad (7) für die Spindel (3) Raum gibt, wobei das mit diesem Antriebskegelrad (7) kämmende, drehfest mit der Spindel (3) verbundene Abtriebskegelrad (5) in seinem maximalen Durchmesser gleichgroß oder kleiner als der Außendurchmesser der Pinole (2) ist, und daß die Spindel (3) nur an dem der Spindelstirn nächstliegenden Ende der Pinole (2) in dieser gelagert und andererseits außerhalb der Pinole (2) geführt und gelagert ist.1. spindle spindle with substantially perpendicular to the spindle axis initiated spindle drive and spindle mounted in the quill, characterized in that the sleeve (2) in height of the spindle drive has a facing this flattening or recess (8) which the drive bevel gear (7) for the Spindle (3) gives space, wherein the driven bevel gear (7) meshing, non-rotatably connected to the spindle (3) driven bevel gear (5) in its maximum diameter is equal to or smaller than the outer diameter of the quill (2), and that the spindle (3) stored only in the spindle end of the nearest end of the sleeve (2) in this and on the other hand out of the quill (2) and stored. 2. Pinolenspindel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spindel (2) an ihrem der Spindelstirn abgewandten Ende im Abtriebskegelrad (5) des Spindelantriebes längsbeweglich und drehfest geführt und mit diesem in dem die Pinolenspindel aufnehmenden Gehäuse (1) gelagert ist.2. spindle spindle according to claim 1, characterized in that the spindle (2) at its end facing away from the spindle end in the driven bevel gear (5) of the spindle drive longitudinally movable and rotatably guided and with this in which the spindle spindle receiving housing (1) is mounted. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung ist bei allen derartigen Pinolenspindeln anwendbar. Insbesondere bei solchen, die mit einer hohen Drehzahl betrieben werden, bringt sie maximale Vorteile mit sich. Das ist z.B. bei den Vertikalapparaten von Universalwerkzeugfräsmaschinen der Fall.The invention is applicable to all such spindle spindles. Especially for those who are operated at a high speed, it brings maximum benefits. This is e.g. in the case of the vertical apparatus of universal tool milling machines. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Bei allgemein bekannten Pinolenspindeln ist die Spindel in der Pinole gelagert und mit derselben längsbeweglich geführt. Wird die Pinole uus ihrer Führung ausgefahren, dann verschlechtert sich das Führungsverhältnis, die Pinole kippt in zunehmendem Maße.In well-known spindle spindles, the spindle is mounted in the quill and guided with the same longitudinally movable. If the sleeve is extended uus their leadership, then deteriorates the leadership relationship, the quill tilts increasingly. Bei den Vertikalapparaten von Universalfräsmaschinen wird der Antrieb für ihre Pinolenspindel von einer im wesentlichen rechtwinklig dazu im Maschinenständer angeordneten Welle abgeleitet. Übertragungselemente sind üblicherweise Kegelräder. Dabei ist das eine Kegelrad direkt auf die in der Pinole gelagerte Spindel aufgesetzt und muß einen Innendurchmesser der Verzahnung aufweisen, der größer ist als der Außendurchmesser der Pinole. Das heißt, der Durchmesser des Kegelrades wird vom Außendurchmesser der Pinole bestimmt, welcher wiederum in Abhängigkeit von den Abmessungen der Spindellager und von der geforderten Pinolensteife dimensioniert wird. Infolge dessen wird der Kegelraddurchmesser in der Regel recht groß. Dadurch sind aber auch die Umfangsgeschwindigkeit des Kegelrades und folglich dessen Zahngeschwindigkeit hoch, was wegen der damit verbundenen Geräuschentwicklung im Kegelradtrieb unerwünscht ist. Es besteht also ein Widorsprucdh zwischend der Forderung nach einer möglichst hohen Steife der Pinole, welche einen großen Pinolendurchmesser erforderlich macht und einen großen Kegelraddurchmesser zur Folge hat, und der Forderung nach möglichst geringer Geräuschentwicklung im Pinolentrieb, was mit kleiner Umfangsgeschwindigkeit der Kegelräder, also mit kleinem Kegelraddurchmesser erreichbar wäre. Die Forderung nach immer höheren Umdrehungsfrequenzen der Spindel verschärft diesen Widerspruch. Solche Lösungen zeigen die DE 2450323, DE 2835965 und DE 3707176.In the vertical machines of universal milling machines, the drive for their quill spindle is derived from a substantially perpendicular thereto arranged in the machine stand shaft. Transmission elements are usually bevel gears. In this case, a bevel gear is placed directly on the spindle mounted in the quill and must have an inner diameter of the toothing, which is greater than the outer diameter of the quill. That is, the diameter of the bevel gear is determined by the outer diameter of the quill, which in turn is dimensioned depending on the dimensions of the spindle bearings and the required Pinolensteife. As a result, the bevel gear diameter is usually quite large. As a result, however, the peripheral speed of the bevel gear and thus its tooth speed are high, which is undesirable because of the associated noise in the bevel gear. So there is a Widorsprucdh between the demand for the highest possible stiffness of the quill, which makes a large pinole diameter required and has a large bevel gear diameter result, and the demand for the lowest possible noise in the Pinolentrieb, which with a small peripheral speed of the bevel gears, ie with small Bevel gear diameter would be reached. The demand for ever higher rotational frequencies of the spindle aggravates this contradiction. Such solutions are shown in DE 2450323, DE 2835965 and DE 3707176. Im gewissen Grade kann mit einer sehr hohen Güte der Kegelradverzahnung der Geräuschpegel dieses Getriebes herabgesetzt werden. Dazu ist jedoch ein erheblicher technologischer Aufwand erforderlich. Bei einer bekannten Lösung wurde, um mit kleineren Kegelrädern antreiben zu können, auf die Spindel ein Stirnrad gesetzt, welches in einem Übersetzungsverhältnis mit einem anderen Stirnrad kämmt, und letzteres wird über ein Kegelradgetriebe angetrieben. Dieses Stirnradzwischengetriebe verursacht jedoch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand.To a certain extent, with a very high grade of bevel gear, the noise level of this transmission can be reduced. However, this requires a considerable technological effort. In a known solution, in order to drive with smaller bevel gears, a spur gear was set on the spindle, which meshes in a gear ratio with another spur gear, and the latter is driven by a bevel gear. However, this spur gear intermediate gear causes a considerable additional effort. Ziel der ErfindungObject of the invention Es soll mit geringem Aufwand das Geräusch des die Pinolenspindel direkt antreibenden Kegelradgetrieben herabgesetzt werden, ohne dazu die Pinolensteife zu verringern.It should be reduced with little effort, the noise of the pinole spindle directly driving bevel gear, without reducing the Quill's stiffness. Darlegung dos Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pinolenspindel mit im wesentlichen rechtwinklig zur Spindelachse eingeleitetem Spindelantrieb zu schaffen, welchu bei hoher Pinolensteife, d. h. bei entsprechend großem Pinolenaußendurchmesser, ein relativ kleines, direkt auf der Spindel angeordnetes Kegelrad aufweist. Dazu soll die Länge der Pinole nicht verringert werden, · und die Achse des Antriebskegelrades soll möglichst nahe der Stirn der Pinolenspindel liegen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pinole in Höhe des Spindelantriebes eine Abflachung oder Aussparung aufweist, welche dem Antriebskegelrad Raum gibt. Das mit diesem kämmende Abtriebskegelrad weist einen Durchmesser auf, der gleichgroß oder kleiner als der Außendurchmesser der Pinole ist. Die Spindel ist erfindungsgemäß in der Pinole an deren der Spindelstirn nächstliegendem Ende drehbar gelagert gnd andererse;O außerhalb der Pinole geführt und gelagert.The object of the invention is to provide a spindle spindle with substantially perpendicular to the spindle axis initiated spindle drive, which has a high pinhole stiffness, ie with correspondingly large Pinolenaußendurchmesser, a relatively small, directly on the spindle arranged bevel gear. For this purpose, the length of the quill should not be reduced, and the axis of the drive bevel gear should be as close as possible to the front of the quill spindle. According to the invention, this object is achieved in that the quill in height of the spindle drive has a flattening or recess, which gives the drive bevel gear space. The meshing with this output bevel gear has a diameter which is equal to or smaller than the outer diameter of the quill. According to the invention, the spindle is rotatably mounted in the quill at its end closest to the spindle end and vice versa ; O guided and stored outside the quill.
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