DE29901272U1 - Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine

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DE29901272U1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/10—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

DEPO Werkzeugmaschinentechnik GmbH & Co.
Von-Liebig-Str. 34
33428 Marienfeld
Bezeichnung: Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Fräsmaschine mit einer mit einer Werkzeugaufnahme versehenen Motorspindel eines hochdrehenden Elektromotors, wie eines Hochfrequenzmotors .
Solche Spindelantriebe dienen vor allem bei Fräsmaschinen für die Feinbearbeitung, denn hier wird für den Schlichtbetrieb bei geringem Spanabtrag eine möglichst hohe Drehzahl des Bearbeitungswerkzeuges gefordert. Drehzahlen von einigen zehntausend min"1 sind hierbei üblich, die bei einem gattungsgemäßen Spindelantrieb ohne zwischengeschaltetes Getriebe unmittelbar von der als Motorspindel mit Werkzeugaufnahme ausgebildeten Motorwelle aufgebracht werden. Bei den hochdrehenden Elektromotoren handelt es sich vornehmlich um Hochfrequenzmotore, die bei niedrigerer Drehzahl nicht mit einer brauchbaren Leistung betrieben werden können.
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Andererseits sind drehmomentstarke Spindelantriebe bekannt, die mit weitaus geringeren Spindeldrehzahlen arbeiten, um für Schruppvorgänge ein genügend hohes Moment am Bearbeitungswerkzeug zur Verfügung zu stellen. Bei derartigen Spindelantrieben ist meist ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen, um die höhere Motordrehzahl auf die geringere Spindeldrehzahl zu untersetzen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Spindelantrieb der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem zusätzlich bei geringeren Drehzahlen ein größeres Drehmoment für die Schruppbearbeitung erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Spindelantrieb nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem hochdrehenden ersten Elektromotor ein drehmomentstarker Elektroantrieb mit einem zweiten Elektromotor vorhanden ist, wobei zwischen dem Elektroantrieb und der Motorspindel des ersten Elektromotors eine den Elektroantrieb wahlweise auf die Motorspindel aufschaltende oder davon trennende Kupplung angeordnet ist.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß in dem neuen Spindelantrieb ein hochdrehender Antrieb für Schlichtarbeiten bei kleinem Drehmoment und ein niedrigerer drehender Antrieb für Schrupparbeiten mit einem hohen Drehmoment vereinigt sind. So kann der drehmomentstarke Elektroantrieb in üblicher Weise als Hauptantrieb ausgelegt werden, der dann über die vorhandene Kupplung von dem hochdrehenden Antrieb getrennt wird, wenn beim Schlichten mit hohen Drehzahlen gearbeitet werden muß. So wird der zusätzliche Elektroan-
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antrieb nicht mit den hohen Drehzahlen belastet, mit denen die Motorspindel des ersten Elektromotors betrieben werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines kombinierten Spindelantriebes in erster Ausführung und
Fig. 2 schematisch den Aufbau eines kombinierten Spindelantriebs in zweiter Ausführung.
Im einzelnen zeigt Figur 1 einen ersten Elektromotor 1, von dem der Stator 2 andeutungsweise und der Rotor 3 zu erkennen ist. Der Rotor 3 sitzt auf einer Welle, die zugleich als Motorspindel 4 mit einer Werkzeugaufnahme 7 am einen aus dem Elektromotor 1 herausgeführten Ende ausgebildet ist. Die Motorspindel· 4 ist in Lagern 5 und 6 gelagert, die für hohe Drehzahlen von einigen zehntausend min'1 ausgelegt sind. Diese Drehzahlen sind erforderlich, um Schlichtvor-Ü gänge mit geringem Spanabtrag bei einer Fräsmaschine vornehmen zu können. Entsprechend ist der Elektromotor 1 vornehmlich als Hochfrequenzmotor ausgelegt, der für entsprechend hohe Drehzahlen geeignet ist.
An der der Werkzeugaufnahme abgelegenen Seite ist aus dem Elektromotor 1 auch das zweite Ende 8 der Motorspindel 4
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herausgeführt, an das eine schaltbare Kupplung 9 angesetzt ist. Koaxial mit der Motorspindel 4 ist aus der Kupplung 9 eine Welle 10 herausgeführt, die je nach Schaltstellung der Kupplung 9 mit der Motorspindel 4 drehfest verbunden oder davon getrennt ist. Die Welle 10 ist in einem Lager 11 abgestützt, welches anders als die Motorlager 5 und 6 nicht für sehr hohe Drehzahlen ausgelegt werden muß. Auf der Welle 10 sitzt ein Getrieberad 12, welches zu einem Untersetzungsgetriebe 13 gehört, das das Getrieberad 12 mit der Welle 16 eines zweiten Elektromotors 17 verbindet. Das Untersetzungsgetriebe 13 ist hier als Riemengetriebe ausgebildet und weist entsprechend einen über das Getrieberad 12 geführten Riemen 14 auf, der andererseits ein Antriebsrad 15 auf der Welle 16 des zweiten Elektromotors 17 umfängt.
Neben dem ersten hochdrehenden Elektromotr 1 mit der Motorspindel 4 stellt die von der Kupplung 9 bis zu dem zweiten Elektromotor 17 reichende Einheit einen drehmomentstarken Elektroantrieb 18 dar, der bedarfsweise über die Kupplung 9 auf die Motorspindel 4 aufgeschaltet werden kann. Dadurch ist es möglich, mit der Motorspindel 4 bei niedrigerer Drehzahl ein hohes Drehmoment zur Verfügung zu stellen, wie es bei Fräsmaschinen für Schrupparbeiten benötigt wird. Bei diesem Schruppbetrieb wird sinnvollerweise der erste Elektromotor 1 elektrisch abgeschaltet, er läuft bei dieser Betriebsart folglich im Leerlauf.
Figur 2 zeigt eine Variante für den drehmomentstarken Elektroantrieb 18, insoweit ist hier der Aufbau des Spindelan-'triebs hinsichtlich des hochdrehenden Elektromotors 1 einschließlich der Kupplung 9 der gleiche wie beim Ausfüh-
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rungsbeispiel nach Figur 1. Der zweite Elektromotor 17, von dem der Stator 20 andeutungsweise und der Rotor 19 dargestellt ist, ist ohne Zwischenschaltung eines Getriebes mit seiner Welle 16 koaxial mit der Motorspindel 4 des ersten hochdrehenden Elektromotors 1 ausgerichtet und unmittelbar in die Kupplung 9 eingeführt. Hierbei ist der zweite Elektromotor 17 so ausgeführt, daß er ohne Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes das hohe für Schrupparbeiten erforderliche Drehmoment zur Verfügung stellen und über die Kupplung 9 unmittelbar auf die Motorspindel 4 übertragen kann. Die Lager 21 und 22 der Welle 16 des zweiten Elektromotors 17 sind hier an die niedrigeren Drehzahlen des zweiten Elektromotors 17 angepaßt.
In den beiden Ausführungsvarianten nach den Figuren 1 und 2 sind zweckmäßig der erste hochdrehende Elektromotor 1 und der drehmomentstärkere zweite Elektromotor 17 als frequenzsteuerbare Drehfeldmaschinen ausgebildet, sie können dann nämlich an einem gemeinsamen Frequenzumrichter betrieben werden. Denn es ist immer jeweils nur einer der beiden Elektromotore 1, 17 in Aktion, weil - wie erwähnt - der erste hochdrehende Elektromotor 1 beim drehmomentstarken Schruppantrieb elektrisch abgeschaltet bleiben kann.

Claims (7)

  1. !.Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Fräsmaschine, mit einer mit einer Werkzeugaufnahme versehenen Motorspindel eines hochdrehenden Elektromotors, wie eines Hochfrequenzmotors,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich zu dem hochdrehenden, ersten Elektromotor (1) ein drehmomentstarker Elektroantrieb (18) mit einem zweiten Elektromotor (17) vorhanden ist, wobei zwischen dem Elektroantrieb (18) und der Motorspindel (4) des ersten Elektromotors (1) eine den Elektroantrieb (18) wahlweise auf die Motorspindel (4) aufschaltende oder davon trennende Kupplung (9) angeordnet ist.
  2. 2. Spindelantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kupplung (9) an einem aus dem ersten Elektromotor (1) an der von der Werkzeugaufnahme (7) abliegenden Seite herausgeführten Ende (8) der Motorspindel (4) angeordnet ist.
  3. 3. Spindelantrieb nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der zweite Elektromotor (17) des zusätzlichen Elektroantriebs (18) mit seiner Motorwelle (16) koaxial mit der Motorspindel (4) des ersten Elektromotors (1) sowie der zwischenliegenden Kupplung (9) angeordnet ist.
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  4. 4. Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß der zusätzliche Elektroantrieb (18) aus dem zweiten Elektromotor (17) und einem Untersetzungsgetriebe (13) besteht.
  5. 5. Spindelantrieb nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Untersetzungsgetriebe (13) ein Getrieberad (12) hat, das auf einer aus der Kupplung (9) herausgeführten, mit der Motorspindel (4) koaxialen Welle (10) angeordnet ist.
  6. 6. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß der erste Elektromotor (1) und der zweite Elektromotor (17) des zusätzlichen Elektroantriebs (18) drehzahlsteuerbare Wechselstrommotore sind, die an einem gemeinsamen Frequenzumrichter betrieben sind.
  7. 7. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Aufschaltung des Elektroantriebs (18) auf die Motorspindel (4) der erste Elektrmotor (1) elektrisch abgeschaltet ist.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002092280A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-21 Jupiter Srl Precision headstock with controlled axes and automatic change of the electrospindles
DE102006040319B3 (de) * 2006-08-29 2008-01-03 Franz Kessler Gmbh Mehrspindelwerkzeugmaschine mit wenigstens zwei Werkzeugmaschinenspindeln
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DE3205446A1 (de) 1982-02-16 1983-09-01 Schiess AG, 4000 Düsseldorf Mit einer planscheibe versehene werkzeugmaschine
WO1992001532A1 (de) 1990-07-16 1992-02-06 Garu Ag Präzisionsmechanik Hauptspindelantrieb für eine werkzeugmaschine
DE19739511A1 (de) 1997-09-09 1999-04-15 Hermle Berthold Maschf Ag Drehantrieb

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