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 Konturen

Info

Publication number
DE19951405C2
DE19951405C2 DE1999151405 DE19951405A DE19951405C2 DE 19951405 C2 DE19951405 C2 DE 19951405C2 DE 1999151405 DE1999151405 DE 1999151405 DE 19951405 A DE19951405 A DE 19951405A DE 19951405 C2 DE19951405 C2 DE 19951405C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
spindle
neck
channels
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999151405
Other languages
English (en)
Other versions
DE19951405A1 (de
DE19951405C5 (de
Inventor
Ruediger Hauschild
Ralf Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACTech GmbH
Original Assignee
ACTech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7926834&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19951405(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ACTech GmbH filed Critical ACTech GmbH
Priority to DE1999151405 priority Critical patent/DE19951405C5/de
Publication of DE19951405A1 publication Critical patent/DE19951405A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19951405C2 publication Critical patent/DE19951405C2/de
Publication of DE19951405C5 publication Critical patent/DE19951405C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

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.
DE1999151405 1999-10-26 1999-10-26 An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen Expired - Fee Related DE19951405C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999151405 DE19951405C5 (de) 1999-10-26 1999-10-26 An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999151405 DE19951405C5 (de) 1999-10-26 1999-10-26 An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE19951405A1 DE19951405A1 (de) 2001-05-10
DE19951405C2 true DE19951405C2 (de) 2002-11-07
DE19951405C5 DE19951405C5 (de) 2008-04-24

Family

ID=7926834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999151405 Expired - Fee Related DE19951405C5 (de) 1999-10-26 1999-10-26 An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19951405C5 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2492047A1 (de) 2011-02-28 2012-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Motorspindeleinheit mit gehäuselosem Direktantrieb
CN108145184A (zh) * 2017-12-21 2018-06-12 苏州锐德飞自动化设备有限公司 一种机床主轴

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108312008A (zh) * 2018-04-02 2018-07-24 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种用于立式加工中心的磨槽工具及操作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Prospekt Luftgelagerte HF-Spindeln zum Bohren, Fräsen und Schleifen der Fa. Hartmetall- Werkzeugfabrik A. Maier GmbH + Co KG, Schwendi- Hörenhausen *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2492047A1 (de) 2011-02-28 2012-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Motorspindeleinheit mit gehäuselosem Direktantrieb
CN108145184A (zh) * 2017-12-21 2018-06-12 苏州锐德飞自动化设备有限公司 一种机床主轴

Also Published As

Publication number Publication date
DE19951405A1 (de) 2001-05-10
DE19951405C5 (de) 2008-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2011603B2 (de) Maschine zur Bearbeitung von optischen Werkstücken, insbesondere von Kunststoff-Brillengläsern
EP1064119B1 (de) Rundtaktmaschine
DE19711317C2 (de) Werkzeugmaschine
DE2200961C3 (de) Hydrostatische Dichtungsanordnung
EP1509362B1 (de) Kurbelwellenbearbeitungsmaschine
DE112010004197T5 (de) Standdreh- und Fräsmaschine
EP1399293B2 (de) Werkzeugmaschine mit werkzeugrevolver
DE4442662B4 (de) Kühl und Absaugvorrichtung für eine Werkzeugmaschine
DE4242906A1 (de) Numerisch gesteuerte Schleifmaschine zum Schleifen von metallischen Werkstücken, insbesondere Werkzeugen
DE69917486T2 (de) Drehende welle und werkzeugmaschine mit einer solchen welle
DE3306246C2 (de) Werkstückaufnahme zum Feinschleifen von zumindest bereichsweise kreiszylindrischen oder topfförmig ausgebildeten Werkstücken
EP3317045A1 (de) Drehtisch für eine werkzeugmaschine
WO2006063542A2 (de) Bearbeitungsmaschine mit zwei werkstückspindeln und einem bearbeitungskopf
WO2017036876A2 (de) Werkzeugmaschine mit einer feinbearbeitungsspindel
DE102016114252B4 (de) Innenfräs-Maschine
EP2266747B1 (de) Vertikal-Drehmaschine
DE602004010544T2 (de) Vielseitige und modulare werkstückhaltevorrichtung
DE102005043104A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Schmieren von Lagerstellen, insbesondere bei Werkzeugmaschinen oder deren Teilen
DE19951405C2 (de) An eine Werkzeugmaschine adaptierbare Motorspindel mit langem Hals zur Bearbeitung tiefer Konturen
EP2374574B1 (de) Hochgeschwindigkeits-Honmaschine
DE4329610C2 (de) Bearbeitungszentrum für Kurbelwellen
EP0103262A2 (de) Drehmaschinenspindel mit fliehkraftausgleichendem Spannfutter
DE19944728A1 (de) Bearbeitungsaggregat
DE102019007416A1 (de) Spindelvorrichtung
DE102011001866A1 (de) Werkstückspannvorrichtung und Werkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
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

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