DE19951405C2 - An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen - Google Patents
An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer KonturenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine an eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem
Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen an Werkstücken aus leicht zerspanbaren Werkstoffen,
insbesondere zum Formstoffräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gußteile, wobei
die Motorspindel mindestens einen Drehantrieb aufweist und mit einer Werkzeugaufnahme
für den automatischen und manuellen Werkzeugwechsel ausgestattet ist, nach dem Ober
begriff von Patentanspruch 1.
Hauptspindelantriebe moderner Werkzeugmaschinen müssen einen großen Drehzahlbereich
abdecken. Drehzahlen über 10.000 Umdrehungen pro Minute werden vorzugsweise über
direktangetriebene Arbeitsspindeln realisiert. Diese werden auch als Motorspindeln
bezeichnet. Motorspindeln sind kompakte Einheiten, wobei in einem Gehäuse eine gelagerter
Spindelwelle mit Antriebsmotor, Werkzeugaufnahme und Spannsystem untergebracht sind.
Motorspindeln gehören zur Gruppe der Hauptspindelantriebe in Werkzeugmaschinen.
Bei Motorspindeln für die Fräsbearbeitung beträgt der Außendurchmesser des abtriebsseitigen
Lagerschildes oft ein Mehrfaches des Werkzeugdurchmessers, wobei zum Bearbeiten tiefer
Konturen lang auskragende Fräswerkzeuge erforderlich werden, deren Produktivitätsgrenzen
relativ schnell erreicht sind, wenn das Längen-Durchmesserverhältnis über 10 : 1
hinausgeht. Lang auskragende rotierende Werkzeuge neigen besonders bei hohen Drehzahlen
zu Durchbiegungen, Schwingungen, Unwuchten und Werkzeugbruch, was sich ungünstig auf
die Qualität des Werkstücks und die Lebensdauer der Motorspindel auswirkt. Der Einsatz
dieser Werkzeuge erfordert deshalb relativ niedrige Drehzahlen, wodurch lange
Bearbeitungszeiten entstehen. Lang auskragende Werkzeuge haben oft einen glatten Schaft
mit relativ kurzer Schneide. Besonders lang auskragende Werkzeuge haben einen Schaft, der
sich außerhalb des Spannbereichs zur Schneide hin leicht kegelförmig verjüngt.
Die Integration eines Einzugsmechanismus für genormte Steilkegel- oder
Hohlschaftkegelaufnahmen zum Zwecke des schnellen automatischen oder manuellen
Werkzeugwechsels bedingt einen größeren Außendurchmesser der Motorspindel, eine um ca.
30 bis 50% längere Spindel und eine um ca. 30 bis 50% höhere Masse der Spindel, was sich
wiederum ungünstig auf die Einbaubedingungen und auf das Masse-Leistungsverhältnis der
Motorspindel auswirkt. Zur Lagerung der Spindelwelle sind mindestens zwei im Abstand
voneinander angeordnete Lagereinheiten erforderlich. Lagereinheiten für Motorspindeln
bestehen in der Regel aus vorgespannten Kugellagern in O und X-Anordnung, wobei
mehrere Lager in Reihe angeordnet sein können. Darüber hinaus sind Motorspindeln mit
hydrostatischen, magnetostatischen oder aerostatischen Lagereinheiten bekannt. Verschiedene
Lagerungsprinzipien in einer Motorspindel sind unüblich. Die Lagerung der Spindelwelle
kann sowohl schwimmend zwischen zwei miteinander verspannten Lagereinheiten als auch
über Fest- und Loslagereinheiten erfolgen. Bekannt sind Arbeitsspindeln mit rein
hydrostatischen, aerostatischen oder magnetostatischen Lagern. Sie benötigen physikalisch
bedingt im Vergleich zu Arbeitsspindeln mit Kugellagern bei gleicher Spindelleistung und
Werkzeugaufnahme wesentlich mehr Bauraum und haben eine größere Masse. Die
Anschaffungs- und Betriebskosten liegen im Vergleich zu Arbeitsspindeln mit Kugellagern
ebenfalls höher.
In dem Prospekt "Luftgelagerte Spindeln zum Bohren Fräsen und Schleifen" der Fa.
Hartmetall-Werkzeugfabrik Anreas Maier GmbH & Co. KG mit dem Copyright 8/89 ist
eine HF-Spindel mit zwei radialen Lagerstellen mit Druckluft und einem berührungslosen
Antrieb bekannt geworden, der mit der Spindel nicht verbunden ist. Die luftgelagerte Spindel
weist nach den Abbildungen ein Längen-Durchmesserverhältnis von ca. 3 : 1 bis 4 : 1 auf. Das
Längen-Durchmesserverhältnis wird nach der kritischen Drehzahl bestimmt, bei der eine
Spindel Resonanzerscheinungen zeigt. Sie ist abhängig vom Nenndurchmesser, der
Spindellänge sowie der Lagerungsart.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Arbeitsspindeln sind für die Bearbeitung von
tiefen Konturen und insbesondere für das Formstoffräsen für die direkte Herstellung von
Formen für Gußteile nur bedingt geeignet, da hierzu langauskragende Werkzeuge erforderlich
werden, welche die Produktivität im wesentlichen Maße begrenzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Motorspindel mit langem Hals und einem
wesentlich größerem Längen-Durchmesserverhältnis als 3 : 1 bis 4 : 1 zur Bearbeitung tiefer
Konturen an Werkstücken aus leicht zerspanbaren Werkstoffen, insbesondere zum
Formstoffräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gußteile.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Motorspindel eine Spindelwelle auf, die antriebsseitig in einem
Motorgehäuse und abtriebsseitig in einem Spindelhals mindestens einfach gelagert ist, wobei
die Spindelwelle im Motorgehäuse über Spindellager bekannter Bauart und im Spindelhals
über Luftgleitlager gelagert ist in der Form, daß die einzelnen Wirkflächen der
Luftgleitlagerbuchse über ein zwischen Luftgleitlagerbuchse und Spindelhals integriertes
System von Druckluftkanälen aus mit Druckluft versorgt werden, wobei der
Außendurchmesser der Abtriebslagerung reduziert und der Spindelhals vergleichsweise
schlank ausgeführt werden kann. Als Wirkflächen sind die luftdurchlässigen Flächen der
Luftgleitlagerbuchse gemeint.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zufuhr der Druckluft an die
einzelnen Wirkflächen der Luftgleitlagerbuchse über ein System von Druckluftkanälen, die in
der Wandung der Axialbohrung im Spindelhals eingearbeitet sind, wobei die
Luftgleitlagerbuchse eine glatte Mantelfläche aufweist und über eine leichte Preßpassung mit
der Axialbohrung im Spindelhals gefügt ist.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zufuhr der Druckluft an die
einzelnen Wirkflächen der Luftgleitlagerbuchse über ein System von Druckluftkanälen, die in
der Mantelfläche der Luftgleitlagerbuchse eingearbeitet sind, wobei die Axialbohrung im
Spindelhals eine glatte Wandung aufweist und die Luftgleitlagerbuchse über eine leichte
Preßpassung mit der Axialbohrung im Spindelhals gefügt ist. Nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung sind Kombinationen der beiden oben beschriebenen
Ausführungsformen möglich. Außerdem erfolgt die Zufuhr der Druckluft an die einzelnen
Wirkflächen der Luftgleitlagerbuchse über ein System von Druckluftkanälen, welches aus
einem Ringkanal für Zuluft, Längskanälen und Stichkanälen besteht, wobei der Ringkanal für
Zuluft im Bereich des oberen Halsabschnitts angeordnet und mit einem Luftanschluß
verbunden ist. Die Längskanäle verlaufen rechtwinklig zum Ringkanal in Richtung der
Axialbohrung. Von den Längskanälen zweigen die Stichkanäle in beliebiger Form ab. Als
oberer Halsabschnitt wird dabei der sich verjüngende Teil des Spindelhalses bezeichnet,
wohingegen mit dem unteren Halsabschnitt der zylindrische Teil des Spindelhalses gemeint
ist.
Weiterhin erfolgt die Abfuhr der Druckluft an den Bereichsgrenzen der Wirkflächen der
Luftgleitlagerbuchse, indem an jeder Bereichsgrenze mit Ausnahme am Halsende in der
Bohrungswandung der Luftgleitlagerbuchse Ringkanäle für Abluft eingearbeitet sind, wobei
die Abluft aus den Ringkanälen über Abluftbohrungen in der Luftgleitlagerbuchse und im
Spindelhals nach außen abfließen kann. Die Abluftbohrungen sind von einem Schutzsieb
gegen Verschmutzung von außen abgeschirmt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können im Motorgehäuse ein oder mehrere
elektrischen oder pneumatische Antriebsmotoren angeordnet sein, die direkt oder über ein
Getriebe die Spindelwelle antreiben, wobei zum Vermindern der Spindeldrehzahl eine
stellbare Bremse mit der Spindelwelle verbunden und die Drehzahlregelung der Spindelwelle
über einen Drehgeber auf der Spindelwelle vorgenommen werden kann.
Außerdem ist die Werkzeugaufnahme so gestaltet, daß der automatische und manuelle
Werkzeugwechsel ohne Einzugsmechanismus in der Spindelwelle realisiert wird und diese als
Vollwelle ausgeführt werden kann.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In
den zu dem Ausführungsbeispiel gehörenden Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Motorspindel,
Fig. 2 eine Motorspindel mit Spindelhals im Längsschnitt,
Fig. 3 den Spindelhals im Längsschnitt,
Fig. 4 den Spindelhals im Querschnitt,
Fig. 5 eine Luftgleitlagerbuchse in Seitenansicht,
Fig. 6 einen zweiten Spindelhals im Längsschnitt,
Fig. 7 einen Spindelhals nach Fig. 6 im Querschnitt,
Fig. 8 eine zweite Luftgleitlagerbuchse in Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert die Gesamtansicht der Motorspindel in einer
Ausführungsform der Erfindung. Auf die Darstellung von Details zur Beschreibung der
Erfindung in den einzelnen Fig. 1 bis 7 wurde besonderer Wert gelegt. Der Spindelhals ist
deshalb verkürzt und mit relativ großem Außendurchmesser dargestellt. Erkennbar sind der
Antriebsmotor 1 mit Motorgehäuse 2, Lagerschild 4 drehgeberseitig und Lagerschild 5
abtriebsseitig, sowie Spindelhals 12 und Werkzeugaufnahme 29. Das Lagerschild
abtriebsseitig 5 mit Spindelhals 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig
ausgeführt. Der Spindelhals 12 hat einen Halsabschnitt 13 mit Querschnittsverjüngung, der in
einen vorzugsweise zylindrischen Halsabschnitt 14 übergeht. Der Spindelhals 12 ist für die
radiale Lagerung der Spindelwelle 8 vorgesehen, die am Halsende 15 den Spindelhals 12 mit
einer Werkzeugaufnahme 29 überragt. Die Werkzeugaufnahme 29 gestattet einen manuellen
und automatischen Werkzeugwechsel. Die Ausführung der Werkzeugaufnahme 29 ist nicht
Gegenstand der Erfindung.
In Fig. 2 ist die Motorspindel nach Fig. 1 im Schnitt dargestellt. Die Motorspindel weist
eine Spindelwelle 8 auf, deren Gesamtlängen-Durchmesserverhältnis größer als 10/1 ist.
Damit ist die Spindelwelle 8 unter den langen Rotoren einzuordnen, die bei hohen Drehzahlen
besonders anfällig für Schwingungen sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die
Spindelwelle 8 an drei Punkten gelagert. Die erste Lagereinheit 7 am Antriebsmotor 1
abtriebsseitig und die zweite Lagereinheit 6 am Antriebsmotor 1 drehgeberseitig sind
vorgespannte Spindellager bekannter Bauart. Es handelt sich hierbei um paarweise
angeordneten einreihigen Schrägkugellager in X- bzw. in O-Anordnung, welche
vorzugsweise fettgeschmiert sind. Sie nehmen hauptsächlich Axial- und Radialkräfte auf, die
vom Antrieb verursacht werden sowie Axialkräfte, die bei der Bearbeitung entstehen. Die
dritte Lagereinheit 16 weist eine oder mehrere Luftgleitlagerbuchsen 18 im Spindelhals 12
auf, welche hauptsächlich Radialkräfte, die bei der Bearbeitung entstehen, aufnimmt. Der
Betrieb der Motorspindel ist nur dann möglich, wenn Druckluft mit vorgeschriebenen Druck
zwischen 6 bis 8 bar am Luftanschluß 19 anliegt.
Den abtriebsseitigen Abschluß des Antriebsmotors 1 bildet das Lagerschild 5 abtriebsseitig
mit der Wellendichtung 11, welche vorzugsweise als Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Das
Motorgehäuse 2 ist mit den Lagerschilden 4 drehgeberseitig und 5 abtriebsseitig druckdicht
verschraubt. Weiterhin führen Energie- und Steuerleitungen druckdicht nach außen.
Druckluftleckagen über den Antriebsmotor 1 sind somit ausgeschlossen. Die Wellendichtung
11 kann deshalb wirkungsvoll das Eindringens von Staub und Feuchtigkeit über die Druckluft
verhindern. Des weiteren verhindert die Luftgleitlagerbuchse 18 im Spindelhals 12 durch ihre
Freiblaswirkung das Eindringen von Schmutz und Staub in die Motorspindel. Die
Abschirmung der Abluftbohrungen 26 mit Schutzsieben 27 schützt ebenfalls vor
Verschmutzung.
Der Antriebsmotor 1 umfaßt im wesentlichen einen im Motorgehäuse 2 angeordneten Ständer
3, der den Läufer 9 mit einer als Vollwelle ausgeführten Spindelwelle 8 umgibt. Nicht näher
ausgeführt ist die Kühlung des Motorgehäuses 2, die über Luftkühlung mit Kühlrippen und
Lüfter bzw. über Flüssigkeitskühlung mit Kühlkanälen und Kühlaggregat realisiert werden
kann. Der Antriebsmotor 1 kann sowohl ein Drehstrom-Asynchronmotor, als auch ein
permanenterregter Synchronmotor für hohe Drehzahlen sein. Hierbei erfolgt die Einstellung
der Drehfrequenz durch Frequenzumformer. Darüber hinaus kann der Antrieb der
Spindelwelle 8 über mehrere elektrische oder pneumatische Antriebsmotoren 1 direkt oder
über Getriebe erfolgen. Zum schnellen Vermindern der Spindeldrehzahl kann eine stellbare
Bremse mit der Spindelwelle 8 verbunden werden. Die Regelung der Druckluftantriebe kann
über einen Drehgeber 10 an der Spindelwelle 8 realisiert werden.
Die Spindelwelle 8 hat im Bereich des Läufers 9 den Querschnitt mit dem größten
Außendurchmesser. Hinsichtlich einer beanspruchungs-, fertigungs- und montagegerechten
Gestaltung ist die Spindelwelle 8 im Bereich zwischen der Lagereinheit 5 und der
Luftgleitlagerbuchse 18 beziehungsweise der Lagereinheit 16 leicht kegelförmig verjüngt,
wobei die Spindelwelle 8 im Bereich der Wirkflächen 23 der Luftgleitlagerbuchse 18 eine
zylindrische Form aufweist.
Die Erfindung sieht zwei grundlegende Ausführungsformen zur Gestaltung der Lagereinheit
16 vor. Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist die Zuführung der Druckluft über Kanäle
zwischen der Luftgleitlagerbuchse 18 und der Wandung der Axialbohrung 17 im Spindelhals
12 an die Wirkflächen 2 der Luftgleitlagerbuchse 18. Das Kanalsystem im Spindelhals 12
erlaubt die Druckluftversorgung einzelner Wirkflächen 23 eines oder mehrerer
Druckluftgleitlager in platzsparender Weise, wobei alle Bereiche über einen Luftanschluß 19
gespeist werden, ohne daß für jedes einzelne Luftgleitlager ein separater Luftanschluß 19 von
außen erforderlich ist.
Die Kanäle sind so bemessen, daß sich an den Wirkflächen 23 ein gleichmäßiger bzw.
definierten Volumenstrom und Druck einstellt. Die Zuluft fließt über den Luftanschluß 19 in
den Ringkanal 20 und von da über die Längskanäle 21 in die Stichkanäle 22. Anschließend
wird die Luft durch die Wirkflächen 23 gedrückt, wodurch sich im Spalt zwischen der
Bohrung der Luftgleitlagerbuchse 18 und der Mantelfläche der Spindelwelle 8 ein Luftkissen
ausbildet, welches aerostatische Trageigenschaften hat. Der Spalt zwischen den Wirkflächen
der Luftgleitlagerbuchse 18 und der Spindelwelle 8 liegt dabei zwischen 5 bis 10 µm. Die
Luft muß an den Außenkanten der Wirkflächen des Luftgleitlagers nach außen in Bereiche
niedrigeren Luftdrucks abfließen können, damit sich aerostatische Trageigenschaften
einstellen. Dieser Abfluß wird durch einen Ringkanal 25 für die Abluft und über die
Abluftbohrungen 26 ermöglicht. Die Luftgleitlagerbuchse 18 und die Axialbohrung 17 im
Spindelhals 12 sind feinbearbeitet und mittels einer leichten Preßpassung gefügt.
Die Luftgleitlagerbuchse 18 stützt sich im Bereich der Wirkflächen 23 über Stützelemente 24
in der Axialbohrung 17 des Spindelhalses 12 ab. Nicht näher ausgeführt sind die lösbar oder
unlösbaren Befestigungsmöglichkeiten der Luftgleitlagerbuchse 18 im Spindelhals 12. Zur
Abdichtung des Fügespalts zwischen Luftgleitlagerbuchse 18 und Axialbohrung 17 am
Halsende 15 ist ein Dichtring 28 vorgesehen.
Die Wirkflächen 23 in der Luftgleitlagerbuchse 18 bestehen aus porösem gasdurchlässigen
Werkstoff oder sind mit einer Vielzahl mikroskopisch kleiner Bohrungen versehen, die in
Fig. 2 als strahlenförmige Büschel angedeutet und die mittels Laser eingebracht wurden. Die
Verfahren zur Herstellung luftdurchlässiger Flächen für Luftgleitlager sind bekannt und
brauchen an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden.
Beide Ausführungsformen unterscheiden sich in der Anordnung der Druckluftzuführung. Die
Anordnung der Längskanäle 21 und der Stichkanäle 22 kann auf verschieden Art und Weise
vorgenommen werden, wobei mit der nachfolgenden Beschreibung keine Einschränkung der
Erfindung vorgenommen werden soll.
Fig. 3 zeigt einen Teil des Spindelhalses 12 im Längsschnitt in einer ersten
Ausführungsform. Hierbei sind für die Zuluft der Ringkanal 20, die Längskanäle 21 und die
Stichkanäle 22 in der Wandung der Axialbohrung 17 im Spindelhals 12 eingearbeitet.
Längskanäle 21 verlaufen in Richtung der Mittelachse der Luftgleitlagerbuchse 18 wovon die
Stichkanäle 22 abzweigen, die im jeweiligen Querschnitt gleichgroße im gleichen Winkel
versetzte Sektoren ausbilden, welche die gleichmäßige Druckluftzufuhr an die Wirkflächen
23 gestatten. Der Spindelhals 12 läßt sich für diese Ausführungsform vorzugsweise über
Gießen herstellen, wobei die Innenkontur der Axialbohrung 17 über den Kern einer
verlorenen Gießform abgebildet wird. Im Bereich des oberen Halsabschnitts 13 befindet sich
der Luftanschluß 19. Ringkanäle 25 für Abluft kann es mehrere geben. Jeder Ringkanal 25 für
Abluft hat Abluftbohrungen 26 mit Schutzsieb 27. Diese befinden sich in der Regel im
unteren Halsabschnitts 14 und grenzen an Bereiche mit Wirkflächen 23.
Fig. 5 zeigt die Luftgleitlagerbuchse 18 nach einer ersten Ausführungsform in der
Seitenansicht. Hierbei ist die Luftgleitlagerbuchse 18 als einfaches Drehteil ausgeführt und
mit innen liegendem Ringkanal 25 für Abluft und mehreren am Umfang versetzt
angeordneten Abluftbohrungen 26 sowie den Wirkflächen 23 versehen, die in dieser Ansicht
nicht erkennbar sind.
Fig. 6 zeigt einen Teil des Spindelhalses 12 im Längsschnitt in einer zweiten
Ausführungsform. Hierbei sind für die Zuluft der Ringkanal 20, die Längskanäle 21 und die
Stichkanäle 22 im Mantel der Luftgleitlagerbuchse 18 eingearbeitet. Längskanäle 21
verlaufen in Richtung der Mittelachse der Luftgleitlagerbuchse 18 wovon die Stichkanäle 22
abzweigen, die im jeweiligen Querschnitt gleichgroße im gleichen Winkel versetzte Sektoren
ausbilden, welche die gleichmäßige Druckluftzufuhr an die Wirkflächen 23 gestatten. Im
Bereich des oberen Halsabschnitts 13 befindet sich der Luftanschluß 19. Ringkanäle 25 für
Abluft kann es mehrere geben. Jeder Ringkanal 25 für Abluft hat Abluftbohrungen 26 mit
Schutzsieb 27. Diese befinden sich in der Regel im unteren Halsabschnitts 14 und grenzen an
Bereiche mit Wirkflächen 23.
Fig. 8 zeigt die Luftgleitlagerbuchse 18 nach einer zweiten Ausführungsform in der
Seitenansicht. Hierbei ist die Luftgleitlagerbuchse 18 als Drehteil ausgeführt mit innen
liegendem Ringkanal 25 für Abluft und mehreren am Umfang versetzten Abluftbohrungen 26.
Die Kanäle für die Luftzuführung werden vorzugsweise durch Fräsen hergestellt oder durch
Gießen über die Gießform abgebildet. Die Wirkflächen 23, die in dieser Ansicht nicht
erkennbar sind befinden sich im Nutgrund der Stichkanäle 22.
Fig. 4 und 7 zeigen den Querschnitt des Spindelhalses 12 nach einer ersten und zweiten
Ausführungsform. Hierbei sind die Wirkflächen 23 der Luftgleitlagerbuchse 18 gleichgroß
und bilden eine Kreisanordnung einer ungeraden Anzahl von Sektoren, die im gleichen
Winkel versetzt zueinander angeordnet sind.
Claims (9)
1. An eine Werkzeugmaschine adaptierte Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung
tiefer Konturen an Werkstücken aus leicht zerspanbaren Werkstoffen, insbesondere zum
Formstofffräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gussteile, wobei die
Motorspindel mindestens einen Drehantrieb aufweist und mit einer Werkzeugaufnahme
für den automatischen und manuellen Werkzeugwechsel ausgestattet ist, deren
Spindelwelle mit wenigstens einem Luftlager, dem Druckluft über Ring-, Längs- und
Stichkanäle zuführbar ist, im Spindelgehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Spindelwelle (8) ein Längen-Durchmesserverhältnis größer als 10 zu 1 aufweist,
antriebsseitig und abtriebsseitig vom Motor (1) mindestens einfach gelagert ist und einen Spindelhals (12)
mit kleinerem Außendurchmesser aufweist, der über eine Lagereinheit (16) mittels einer
oder mehrerer Luftgleitlagerbuchsen (18) gelagert ist in der Form, dass die Zufuhr der
Druckluft an einzelne Wirkflächen (23) der Luftgleitlagerbuchse (18) über ein System von
Druckluftkanälen erfolgt, welches aus einem Ringkanal (20) für Zuluft, Längskanälen
(21) und Stichkanälen (22) besteht, wobei der Ringkanal (20) für Zuluft im Bereich des
oberen Halsabschnitts (13) angeordnet und mit einem Luftanschluss (19) verbunden ist,
die Längskanäle (21) in Axialrichtung verlaufen, von denen die Stichkanäle (22)
abzweigen, die im jeweiligen Querschnitt gleichgroße im gleichen Winkel versetzte
Sektoren ausbilden, welche die gleichmäßige Druckluftzufuhr an die Wirkflächen (23)
gestatten.
2. Motorspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten
Ausführungsform die Zufuhr der Druckluft an die einzelnen Wirkflächen (23) der
Luftgleitlagerbuchse (18) über einen Ringkanal (20) für Zuluft, Längskanäle (21) und
Stichkanäle (22) erfolgt, die in der Wandung der Axialbohrung (17) im Spindelhals (12)
eingearbeitet sind, wobei die Luftgleitlagerbuchse (18) eine glatte Mantelfläche aufweist
und über eine leichte Preßpassung mit der Axialbohrung (17) im Spindelhals (12) gefügt
ist.
3. Motorspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten
Ausführungsform die Zufuhr der Druckluft an die einzelnen Wirkflächen (23) der
Luftgleitlagerbuchse (18) über einen Ringkanal (20) für Zuluft, Längskanäle (21) und
Stichkanäle (22) erfolgt, die in der Mantelfläche der Luftgleitlagerbuchse (18)
eingearbeitet sind, wobei die Axialbohrung (17) im Spindelhals (12) eine glatte Wandung
aufweist und die Luftgleitlagerbuchse (18) über eine leichte Preßpassung mit der
Axialbohrung (17) im Spindelhals (12) gefügt ist.
4. Motorspindel nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle sowohl in
den Spindelhals, als auch in die Luftgleitlagerbuchse eingearbeitet sind.
5. Motorspindel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfuhr der
Druckluft an den Bereichsgrenzen der Wirkflächen (23) der Luftgleitlagerbuchse (18)
gewährleistet ist, indem an jeder Bereichsgrenze mit Ausnahme am Halsende (15) in der
Bohrungswandung der Luftgleitlagerbuchse (18) Ringkanäle für Abluft (25) eingearbeitet
sind, wobei die Abluft aus den Ringkanälen (25) über Abluftbohrungen (26) in der
Luftgleitlagerbuchse (18) und im Spindelhals (12) nach außen abfließen kann und die
Abluftbohrungen (26) von einem Schutzsieb (27) gegen Verschmutzung von außen
abgeschirmt sind.
6. Motorspindel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Werkzeugaufnahme (29) für den automatischen und manuellen Werkzeugwechsel ohne
Einzugsmechanismus in der Spindelwelle (8) ausgeführt und diese als Vollwelle
ausgebildet ist.
7. Motorspindel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum direkten
Antrieb oder zum Antrieb der Spindelwelle (8) über ein Getriebe im Motorgehäuse (2) ein
oder mehrere elektrische oder pneumatische Antriebsmotoren (1) angeordnet sind.
8. Motorspindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermindern der
Spindeldrehzahl eine stellbare Bremse mit der Spindelwelle (8) verbunden ist.
9. Motorspindel nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz
von pneumatischen Antriebsmotoren (1) die Drehzahlregelung der Spindelwelle (8) über
einen Drehgeber (10) auf der Spindelwelle (8) realisiert ist.
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DE19951405A1 (de) | 2001-05-10 |
DE19951405C5 (de) | 2008-04-24 |
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ACTECH GMBH, 09599 FREIBERG, DE |
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8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8392 | Publication of changed patent specification | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110502 |