DE102018000322A1

DE102018000322A1 - 5 Achs - Fräskopf

Info

Publication number: DE102018000322A1
Application number: DE102018000322.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2019-07-18
Also published as: CN110039100A

Abstract

5-Achs - Fräskopf bestehend aus einer C-Achse, bezeichnet als drehbar angeordneter Gabelkopf, der zwei voneinander beabstandete Gabelarme aufweist und einer A-Achsenspindeleinheit die schwenkbar in den beiden Gabelarmen der C-Achse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Achsenspindeleinheit mit ihren vertikalen Wänden durch zwei Doppelaxial - Radialrollenlager direkt und unmittelbar mit den vertikalen Wänden der C-Achsen Gabelarme in kuerzestem Abstand verschraubt und fest verbunden sind so dass die von der Spindel und dem Zerspanungswerkzeug entstehenden Kräfte direkt ueber die vertikalen Wände der A-Achsenspindeleinheit, durch das sehr steife und hoch präzise Doppelaxial-Radialrollenlager, in die vertikalen C-Achsen Gabelarmwände geleitet werden und deshalb die A - Achsenspindeleinheit in höchster Steifigkeit, Präzision und Genauigkeit, schwenkbar in den beiden C-Achsen Gabelköpfen gelagert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
5 Achs - Fräskopf
Stand der Technik
5 Achs Fräsköpfe bestehen im Wesentlichen aus einem drehbar angeordneten Gabelkopf, der zwei voneinander beabstandete Gabelarme aufweist, der sog. C-Achse (im folgenden Text nur C-Achse genannt). In diesem Gabelkopf befindet sich, schwenkbar angeordnet, eine weitere Achse zur Spindelaufnahme, die sog. A-Achse(im folgenden Text nur A-Achsenspindeleinheit genannt).
Derartige Fräsköpfe sind bekannt aus den Schutzrechten EP 088501 B1 , W0 2009/034030 A2 , EP 1880796 A1 , DE 10047917 A1 , DE 102008051613 B4 , US 7293340 B1 wobei bei allen diesen Patenten die Verbindungen von der A-Achsenspindeleinheit zu den beiden Gabelarmen der C-Achse mit Verbindungselementen realisiert sind, die mit der A-Achsenspindeleinheit verschraubt sind und diese Verbindungselemente in die Gabelarme der C-Achse hineinreichen und erst dort, innerhalb der Gabelarme mit Wälzlagern gelagert sind. Der Nachteil einer solchen Konstruktion ist, dass die Steifigkeit und Genauigkeit dieser Konstruktion durch die mehrfach Verschraubungen mit mehreren Verbindungselementen und dem großen Abstand von der A-Achsenspindeleinheit zur Lagerstelle fuer die auftretenden Kräfte nicht optimal ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Verbindung von der A-Achsenspindeleinheit zu den C-Achsen Gabelarmen zu realisieren, mit denen die vor beschrieben Nachteile der nicht optimalen Steifigkeit und Genauigkeit aufgehoben und wesentlich verbessert und optimiert werden. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, die Gesamtsteifigkeit des Fräskopfes weiter zu erhöhen und zu optimieren. Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, dass die Verbindungen von der A-Achsenspindeleinheit zu den C-Achsen Gabelarmen mit einem sog. Doppelaxial - Radialrollenlager, (auch bekannt als YRT Lager), vorgenommen wird. Der Außenring dieses Lagers ist direkt an der vertikalen Außenwand der C -Achsen Gabelarme mit einer maximal möglichen Anzahl von Schrauben verschraubt und der bewegliche Innenteil dieses Lagers ist ebenfalls mit einer maximal möglichen Schraubenanzahl direkt mit en vertikalen Wänden der A-Achsenspindeleinheit verschraubt leitet so die Kräfte, die von dem Bearbeitungswerkzeug kommen, durch das sehr steife und hoch präzise YRT Lager direkt in die vertikalen C-Achsen Gabelarme, was dieser Konstruktion auf diese Weise die optimale Steifigkeit und Präzision verleiht, da das Lager eine radiale und axiale Rundlaufgenauigkeit von nur 0,001mm aufweist und eine Kippsteifigkeit von <11kN/mrad aufweist.
Die zusätzliche Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Großteil der Hohlräume im oberen Bereich der C-Achsengabelarme und der Verbindungsbruecke dieser Gabelarme mit Mineralguss ausgegossen sind, um die Steifigkeit der gesamten C-Achse, besonders in dem angegebenen Bereich weiter zu erhöhen.
Eine der positiven Eigenschaften des Mineralgussmaterials ist die 10 fach höheren Schwingungsdämpfung gegenueber des Kugelgrafitmaterials des C-Achsen Gabelkopfes, was dazu fuehrt, dass der C- Achsen Gabelkopf und somit der gesamte Fräskopf durch die eingesetzten Doppelaxial - Radialrollenlager und deren Anordnung in dieser Fräskopfkonstruktion eine bisher unerreichte und optimale Steifigkeit erhält.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen sog. 5-Achs-Fräskopf, bei dem durch den Einsatz von Doppelaxial - Radialrollenlagern, (sog. YRT Lagern) die direkt zwischen die beiden C-Achsen Gabelarmen und den Wänden der A-Achsspindeleinheit verschraubt sind, die Steifigkeit und Genauigkeit dieses Fräskopfes im Vergleich zu den bisher im Markt befindlichen Fräsköpfen, massiv erhöht und optimiert und zusätzlich durch das Ausgießen von Hohlräumen mit Mineralguss im oberen Bereich der beiden C-Achsen Gabelarme und deren Verbindungsbruecke eine zusätzliche Steifigkeitserhöhung erreicht wird, wodurch ein Fräskopf zur Verfuegung gestellt werden kann der eine bisher unerreichte Steifigkeit hat.
Ausfuehrliche Beschreibung des 5-Achs - Fräskopfes

1 zeigt die Position der Hohlräume B im oberen Bereich der C-Achsen Gabelarme 3,4 und der Verbindungsbruecke des C-Achsen Gabelkopfes 7, die mit Mineralgussmaterial 8 ausgegossen sind und deshalb die Steifigkeit des Fräskopfes erhöht wird.
2 zeigt die Einbausituation des Doppelaxial - Radialrollenlagers 1, auf einer Seite in Schnittdarstellung, wie direkt und unmittelbar das Doppelaxial - Radialrollenlager 1, die vertikalen Wände der A-Achsenspindeleinheit 7,8 und die vertikalen Wände C-Achsen Gabelarme 5,6, in kuerzestem Abstand A verbindet und so die von dem Zerspanungswerkzeug Zerspanungswerkzeug in der Spindel entstehenden Bearbeitungskräfte ueber die vertikalen Wände der A - Achsenspindeleinheit durch das Doppelaxial - Radialrollenlager direkt in die vertikalen C-Achsen Gabelarmwände 5,6 geleitet werden.

Bezugszeichenliste

1: Doppelaxial - Radialrollenlager (YRT)
2: A-Achsenspindeleinheit
3: C-Achsen Gabelarm
4: C-Achsen Gabelarm
5: C-Achsen Gabelarmwand
6: C-Achsen Gabelarmwand
7: Wand der A - Achsenspindeleinheit
8: Wand der A - Achsenspindeleinheit
9: Mineralgussmaterial
10: Verbindungsbruecke zur den C-Achsen Gabelarmen
A: Abstand
B: Hohlräume
A -: Achse
C -: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 088501 B1 [0003]
WO 2009/034030 A2 [0003]
EP 1880796 A1 [0003]
DE 10047917 A1 [0003]
DE 102008051613 B4 [0003]
US 7293340 B1 [0003]

Claims

5-Achs - Fräskopf bestehend aus einer C-Achse, bezeichnet als drehbar angeordneter Gabelkopf, der zwei voneinander beabstandete Gabelarme aufweist und einer A-Achsenspindeleinheit die schwenkbar in den beiden Gabelarmen der C-Achse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Achsenspindeleinheit mit ihren vertikalen Wänden durch zwei Doppelaxial - Radialrollenlager direkt und unmittelbar mit den vertikalen Wänden der C-Achsen Gabelarme in kuerzestem Abstand verschraubt und fest verbunden sind so dass die von der Spindel und dem Zerspanungswerkzeug entstehenden Kräfte direkt ueber die vertikalen Wände der A-Achsenspindeleinheit, durch das sehr steife und hoch präzise Doppelaxial-Radialrollenlager, in die vertikalen C-Achsen Gabelarmwände geleitet werden und deshalb die A - Achsenspindeleinheit in höchster Steifigkeit, Präzision und Genauigkeit, schwenkbar in den beiden C-Achsen Gabelköpfen gelagert ist.
5-Achs - Fräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Großteil der Hohlräume im oberen Bereich der C-Achsengabelarme und der Verbindungsbruecke dieser Gabelarme mit Mineralgussmaterial ausgegossen sind, um die Steifigkeit des gesamten C-Achsen Gabelkopfes, besonders in dem angegebenen Bereich zusätzlich zu erhöhen.