DE20303074U1

DE20303074U1 - Bearbeitungsaggregat für die Holzbearbeitung

Info

Publication number: DE20303074U1
Application number: DE20303074U
Authority: DE
Original assignee: Homag Holzbearbeitungssysteme GmbH
Current assignee: Homag GmbH
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2013-02-27

Description

Homag Holzbearbeitungssysteme AG
Homagstr. 3-5
72296 Schopfloch

Bezeichnung: Bearbeitungsaggregat für die Holzbearbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aggregat für die spannehmende Bearbeitung von Werkstücken aus Holz und/oder Holzersatzstoffen. Dieses Aggregat hat ein Gehäuse, in welchem in einem in der Betriebslage unteren Bereich zumindest eine Arbeitsspindel gelagert und durch eine Wellenduchführung aus dem Gehäuse herausgeführt ist, die außerhalb des Gehäuses eine Werkzeugaufnahme trägt. Ferner weist das Aggregat eine im Gehäuse gelagerte Antriebswelle auf, die ein an der in der Betriebslage oben liegenden Seite des Gehäuses durch eine Wellendurchführung herausgeführtes Kupplungsende für den Anschluß an eine Maschinenspindel hat und die nach unten hin mittels eines Zahnradgetriebes mit zumindest einer Getriebestufe mit der Arbeitsspindel verbunden ist. Dieses Getriebe weist wenigstens ein zuunterst im Gehäuse angeordnetes Zahnrad auf.

Solche Bearbeitungsaggregate für die Holzbearbeitung kommen bei CNC-Bearbeitungszentren zum Einsatz, wobei für die unterschiedlichen Bearbeitungsfälle verschiedene Bearbei-

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tungsaggregate vorgesehen sind, die in das jeweilige Bearbeitungszentrum einwechselbar sind. In der eingewechselten Betriebslage ist das betreffende Aggregat mit einer Maschinenspindel oder -welle verbunden, die über die Antriebswelle des Aggregates dessen Arbeitsspindel antreibt. Ein derartiges einwechselbares Bearbeitungsaggregat kann eine, zwei oder mehrere Arbeitsspindeln haben, je nachdem, ob die Werkzeugaufnahme dieser Arbeitsspindeln für Fräs- oder Bohrwerkzeuge bestimmt ist. Die Wellendurchführungen für die Arbeitsspindeln können entweder an oder nahe der Unterseite des Gehäuses horizontal oder an der Unterseite des Gehäuses vertikal angeordnet sein, je nach dem, ob die Achse der Arbeitsspindel horizontal oder vertikal liegt.

In der Holzbearbeitung werden immer höhere Schnittgeschwindigkeiten bei der spannehmenden Bearbeitung verlangt. Deshalb werden die Aggregate, vornehmlich deren Antriebswellen und Arbeitsspindeln mit sehr hohen Drehzahlen betrieben, die bereits im Bereich von 18.000 min"¹ liegen. Entsprechend hohen Belastungen ist das Winkelgetriebe ausgesetzt, welches bei Aggregaten der in Rede stehenden Art erforderlich ist, um Richtungsänderungen des jeweiligen Bearbeitungswerkzeugs zu.ermöglichen oder auch, um einen kompakten Aufbau des Aggregates zu erzielen.

In bekannter Ausführung sind die Getriebe der Aggregate mit einer Fettdauerschmierung versehen. Angesichts der erwähnten hohen Drehzahlen und der auch sonst hohen Leistungsdaten, die den Aggregaten abverlangt werden, ist die Lebensdauer der Winkelgetriebe auf eine nur kurze Laufzeit be-

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grenzt. Zwar hat man schon versucht durch eine Optimierung der Verzahnung wie auch durch den Einsatz von beschichteten Zahnrädern die Lebensdauer der Aggregate zu verlängern, was jedoch nur in einem geringe Umfang erzielt werden konnte, aber nicht in dem Maße eintrat, das man sich erhofft hatte.

Im Bereich des Werkzeugmaschinenbaus ist der Einsatz von ölgeschmierten Aggregaten an sich bekannt. Bis jetzt hat man jedoch davon abgesehen, derartige Aggregate auch in der Holzbearbeitung einzusetzen. Dies hängt vor allem damit zusammen, daß die in Rede stehenden Holzbearbeitungsaggregate mit weitaus höheren Drehzahlen betrieben werden. Außerdem dürfen die aus Holz oder holzartigen Werkstoffen bestehenden Werkstücke nicht mit Öl in Berührung kommen, eine entsprechende Sicherheit bieten die bekannten ölgeschmierten Aggregate bislang nicht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das entsprechend bei der Holzbearbeitung einsetzbar ist und eine höhere Lebensdauer hat, soweit es die Laufzeiten im Betriebseinsatz betrifft.

Diese Aufgabe wird bei einem Aggregat der genannten Art dadurch gelöst, daß im Gehäuse an dessen Unterseite unterhalb des zuunterst angeordneten Zahnrades des Getriebes ein Ölbad angeordnet ist, in welches dieses untere Zahnrad wenigstens mit seinem unteren Scheitelbereich eintaucht. Hierbei sind zu den Innenseiten der Wellendurchführungen hin zwischen dem Gehäuse und der Arbeitsspindel einerseits

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sowie zwischen dem Gehäuse und der Antriebswelle andererseits öldichte Wellenabdichtung angeordnet.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß im Bereich der Wellendurchführungen für die Arbeitsspindel und die Antriebswelle Austritte des Schmieröls nicht möglich sind. Dazu können noch besondere Verbesserungsmaßnahmen getroffen werden, um die Ölabdichtung weiter zu verbessern. So können die Arbeitsspindel und die Antriebswelle in denjenigen Bereichen, in denen sie in gleitender Berührung mit Teilen der Wellenabdichtungen stehen, eine reibfeste Oberflächenveredelung aufweisen, die in bevorzugter Ausführung aus einer Keramikbeschichtung besteht.

Da aufgrund der hohen Drehzahlen das Schmieröl zum Schäumen neigt, ist es vorteilhaft, weitere Maßnahmen zu treffen, mit denen zusätzliche Turbulenzen im Schmieröl unterbunden werden können. Dazu sind die Hauptlager der Arbeitsspindel und der Antriebswelle jeweils auf der vom Ölraum abliegenden Seite der betreffenden Wellenabdichtung angeordnet. Diese Hauptlager werden mit einer Dauerschmierung versehen, denn sie sind weitaus unempfindlicher gegen hohe Drehzahlen als das zwischen der Antriebswelle und der Arbeitsspindel befindliche Winkelgetriebe. Allein die verbesserte Schmierung des Winkelgetriebes bedingt eine wesentlich erhöhte Lebensdauer des gesamten Aggregates.

Um dem nicht zu verhindernden Ausdehnen und Schäumen des Schmieröls Rechnung zu tragen, wird der Ölraum oberhalb des Ölbades vorzugsweise entlüftet. Dazu ist an diesem Ölraum

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eine Entlüftungsleitung angeschlossen, die an der Oberseite aus dem Gehäuse des Aggregates herausgeführt ist.

Die aufgrund der Reibung zwischen der Arbeitsspindel und deren Wellenabdichtung einerseits sowie zwischen der Antriebswelle und deren Wellenabdichtung andererseits auftretende Erwärmung kann die Abfuhr aufgestauter Wärme erfordern. Dazu sieht man im Bereich der Wellenabdichtungen Kühlvorrichtungen vor, an die Kühlleitungen für die Zuleitung eines Kühlmittels anschließen, die aus dem Gehäuse des Aggregates herausgeführt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein in ein CNC-Bearbeitungszentrum einwechselbares Bearbeitungsaggregat für die Holzbearbeitung.

Im einzelnen weist das Aggregat ein Gehäuse 1 auf, in welchem eine Arbeitsspindel 2 gelagert ist. In der üblichen Betriebslage des dargestellten Aggregates liegt die Achse der Arbeitsspindel 2 horizontal. Im Inneren des Gehäuses 1 ist die Arbeitsspindel 2 mit einer aufrechten Antriebswelle 3 über ein Zahngetriebe 8, nämlich ein Winkelgetriebe, verbunden, welches ebenso wie die Arbeitsspindel 2 innerhalb des Gehäuses 1 gelagert ist. Die Arbeitsspindel 2 ist mit ihrem einen Ende durch eine Wellendurchführung 4 hindurch aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und trägt auf ihrem Ende außerhalb des Gehäuses 1 eine Werkzeugaufnahme 5, in die ein spannehmendes Werkzeug, wie ein Fräser oder entspre-

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chend dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Sägeblatt 20 einspannbar ist. Die Antriebswelle 3 dient dem Anschluß an eine Maschinenspindel oder -welle, sie ist deshalb mit ihrem Oberende ebenfalls durch eine Wellendurchführung 6 hindurch aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und hat dementsprechend ein freiliegendes Kupplungsende 7 mit einer entsprechenden Wellenkupplung, wie einem Spannkegel.

Das Getriebe 8 weist ein erstes Zahnrad 9 als Kegelrad auf, welches auf der Arbeitsspindel 2 sitzt und mit dieser einstückig sein kann. In analoger Anordnung und Ausbildung hat die Antriebswelle 3 an ihrem ünterende ein zweites Zahnrad 10 als Kegelrad, welches mit dem Kegelrad 9 auf der Arbeitsspindel 2 kämmt. Unterhalb des auf der Arbeitsspindel 2 angeordneten Kegelrades 9 befindet sich an der Unterseite des Gehäuses 1 ein Ölbad 11, in welches dieses zuunterst angeordnete Kegelrad 9 des Getriebes 8 mit seinem unteren Scheitelbereich eintaucht. Dementsprechend findet beim Betrieb des Aggregates eine ständige Ölschmierung des Getriebes 8 aufgrund von nach oben geschleudertem Öl statt.

Oberhalb des Ölbades 11 befindet sich ein Ölraum 16, der sich nicht nur entlang der Arbeitsspindel 2, sondern auch entlang dem Getriebe 8 sowie der Antriebswelle 3 erstreckt. In diesem Ölraum 16 verteilt sich das von den Kegelrädern 9 und 10 herumgeschleuderte Schmieröl bis hin zu Wellenabdichtungen 12, die an der Innenseite des Gehäuses 1 vor den Wellendurchführungen 4 und 6 angeordnet sind. Die Wellenabdichtungen weisen übliche Wellendichtringe, Labyrinthdichtungen und dergl. auf, dazu gehören relativ zur Arbeits-

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spindel 2 und zur Antriebswelle 3 feststehende Dichtelemente, mit denen die Arbeitsspindel 2 und die Antriebswelle 3 in gleitender Berührung stehen. An diesen Berührungsstellen sind die Arbeitsspindel 2 und die Antriebswelle 3 mit einer Oberflächenveredelung 13 versehen, die aus einer Keramikbeschichtung besteht.

Die Arbeitsspindel 2 weist nahe der Wellendurchführung 4 ein Hauptlager 14 und die Antriebswelle 3 nahe ihrer Wellendurchführung 6 ein Hauptlager 15 auf. Diese beiden Hauptlager 14 und 15 sind jeweils zwischen der Wellenabdichtung 12 und der Wellendurchführung 4 bzw. 6 angeordnet, liegen also außerhalb des Ölraums 16, in welchem sich ein verwirbeltes Öl-Luft-Gemisch verbreitet. Die Hauptlager 14, 15 haben demgemäß eine Dauerschmierung, die für die Versorgung allein dieser Lager 14, 15 ausreichend ist.

Der Ölraum 16 ist mit einer Entlüftung versehen, und dazu schließt an ihn eine Entlüftungsleitung 17 an, die an der Oberseite des Gehäuses 1 nach außen zur Umgebungsluft hin herausgeführt ist.

Zur Ableitung der an den Wellenabdichtungen 12 entstehenden Wärme sind Kühlvorrichtungen 18 vorgesehen, die im Bereich der Wellenabdichtungen 12 angeordnet sind und die aus dem Gehäuse 1 herausgeführte Kühlleitungen 19 für die Zuleitung eines Kühlmittels aufweisen.

Claims

1. Aggregat für die spannehmende Bearbeitung von Werkstücken aus Holz und/oder Holzersatzstoffen mit einem Gehäuse (1), in welchem in einem in der Betriebslage unteren Bereich zumindest eine Arbeitsspindel (2) gelagert und durch eine Wellendurchführung (4) aus dem Gehäuse (1) herausgeführt ist, die außerhalb des Gehäuses (1) eine Werkzeugaufnahme (5) trägt, ferner mit einer im Gehäuse (1) gelagerten Antriebswelle (3), die ein an der in der Betriebslage oben liegenden Seite des Gehäuses (1) durch eine Wellendurchführung (6) herausgeführtes Kupplungsende (7) für den Anschluß an eine Maschinenspindel hat und die nach unten hin mittels eines Zahnradgetriebes (8) mit zumindest einer Getriebestufe mit der Arbeitsspindel (2) verbunden ist, wobei dieses Getriebe (8) wenigstens ein zuunterst im Gehäuse (1) angeordnetes Zahnrad (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) an dessen Unterseite unterhalb des zuunterst angeordneten Zahnrades (9) des Getriebes (8) ein Ölbad (11) angeordnet ist, in welches dieses untere Zahnrand (9) wenigstens mit seinem unteren Scheitelbereich eintaucht, wobei zu den Innenseiten der Wellendurchführungen (4, 6) hin zwischen dem Gehäuse (1) und der Arbeitsspindel (2) sowie zwischen dem Gehäuse (1) und der Antriebswelle (3) öldichte Wellenabdichtungen (12) angeordnet sind.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (2) und die Antriebswelle (3) in gleitender Berührung mit Teilen der Wellenabdichtungen (12) stehen und im Berührungsbereich eine reibfeste Oberflächenveredelung (13) aufweisen.

3. Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenveredelung (13) der Arbeitsspindel (2) und der Antriebswelle (3) aus einer Keramikbeschichtung besteht.

4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptlager (14, 15) der Arbeitsspindel (2) und der Antriebswelle (3) auf der von Ölraum (16) abliegenden Seite der Wellenabdichtungen (12) angeordnet und mit einer Dauerschmierung versehen sind.

5. Aggregat nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ölraum (16) oberhalb des Ölbades (11) eine an der Oberseite des Gehäuses (1) herausgeführte Entlüftungsleitung (17) angeschlossen ist.

6. Aggregat nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Wellenabdichtungen (12) Kühlvorrichtungen (18) angeordnet sind, an die aus dem Gehäuse (1) herausgeführte Kühlleitungen (19) für die Zuleitung eines Kühlmittels anschließen.