DE2228896A1

DE2228896A1 - Bearbeitungseinheit fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2228896A1
Application number: DE19722228896
Authority: DE
Inventors: Fritz Schleith
Original assignee: Schleith & Co Werkzeug U Vorri
Current assignee: Schleith & Co Werkzeug U Vorri
Priority date: 1972-06-14
Filing date: 1972-06-14
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE2228896B2

Description

Werkzeug- und Vorrichtungsbau Bearbeitungseinheit für Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ~ eine Bearbeitungseinheit, wie z.B. Fräseinheit, Schleifeinheit oder Bohreinheit, insbesondere auf eine Arbeitseinheit mit einer axial und radial starr wälzgelagerten Werkzeugspindel, die eine übliche Werkzeugaufnahme enthält und über einen wenigstens zweifach gestuften Riementrieb, der einen Wechsel der Riemenübersetzung durch Umlegen des Riemens erlaubt, von einer Antriebseinheit angetrieben wird, die vorzugsweise aus einem mindestens zweifach polumschaltbaren Drehstrommotor besteht. Sollen derartige Bearbeitungseinheiten auf Werkzeugmaschinen universell eingesetzt werden, muß häufig das Gehäuse, in dem die Werkzeugspindel gelagert ist, eine möglichst geringe maßliche Ausdehnung zur Arbeitsseite hin haben.
Diese Bearbeitungseinheiten können um so vorteilhafter eingesetzt werden, wenn Antriebselemente, deren Mitte auf der Werkzeugspindelachse liegt, wie Zahnräder oder Riemenscheiben einschließlich ihrer Abdeckungen, das Spindellagerungsgehäuse an der Arbeitsseite nicht überragen.
Damit besteht die Möglichkeit, lange Werkstücke mindestens einseitig an der Arbeitsseite mit dem Spindellagerungsgehäuse auf die ganze Länge dicht anzufahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand einen leistungsstarken Antrieb zu entwickeln, der einen möglichst großen Drehzahlbereich an der Werkzeugspindel ergibt, und dabei gestufte Riemenscheiben mit wenigstens zwei verschiedenen Riemenübersetzungen zu verwenden, deren Außendurchmesser möglichst klein sind.
Ein besonders großer Drehzahlbereich für das Fräsen und Schleifen zwischen 250 und 11200 U/min. läßt sich z.B.. erreichen, wenn ein 3-fach polumschaltbarer Drehstrommotor mit einem 4-fach gestuften Riementrieb kombiniert wird, wobei sich bei einem Stufensprung von ca. 1,4; 12 geometrisch gestufte Drehzahlen ergeben. Unter Verwendung eines handelsüblichen Mehrfachkeilriemens ist es erfindungsgemäß möglich, bei einem in diesem Fall zylindrisch gestalteten Spindellagerungsgehäuse von 80 mm ~ eine Drehzahlreihe von 250 - 11200 U/min.
mit 4-fach-Riemenstufenscheiben zu erreichen, deren größter Durchmesser auf der Werkzeugspindel 74 mm nicht überschreitet, wobei Leistungen bis etwa 2,5 XW übertragen werden können.
Eine besondere Wälzlagerung der Werkzeugspindel erlaubt die Verwendung von Fräsern und Schleifscheiben mit den oben genannten Drehzahlen. Die Werkzeugaufnahme erfolgt dabei in einem üblichen Steilkegel oder wahlweise in Spannzangenaufnahme.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Schnitt durch eine Bearbeitungseinheit-zum Fräsen, Schleifen oder Bohren.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Bearbeitungseinheit.
Fig. 3 zeigt das Drehzahl-Schaubild der Bearbeitungseinheit.
Die-Werkzeugspindel 1 ist mit Wälzlagern 2 und 3 radial und axial starr im Spindellagerungsgehäuse 4 gelagert.
Die Werkzeugspindel 1 wird von einem polumschaltbaren Antriebsmotor 5 über eine Riemenstufenscheibe 6, einen Antriebsriemen 7 und eine weitere Riemenstufenscheibe 8 angetrieben. Für einen schnellen Riemenwechsel kann der Antriebsmotor 5 mit einer Schraube 9 nach Lösen der Klemmschrauben 10 zur Verkürzung des Achsabstandes verstellt und der Riementrieb wieder gespannt werden.
Das Spindellagerungsgehäuse 4 ist hier vorzugsweise zylindrisch gestaltet und in einem Klemmstück 11 befestigt, das ein beliebiges Verstellen der Bearbeitungseinheit in axialer Richtung und ein beliebiges Schwenken in der Bohrung zuläßt.
Das Klemmstück 11 ist zur Bearbeitungsseite A geöffnet, damit Werkstücke bei einem möglichst klein gewählten Maß "a" mit einem Werkzeug (Fräser,Schleifscheibe) dicht angefahren werden können. Das Klemmstück 11 kann direkt in die Werkzeughalteraufnahme e einer Schlitteneinheit 12, wie Bettschlitten, Kopiergerät oder ähnliches einer Werkzeugmaschine aufgenommen oder als Stützbock ausgebildet werden.
Die Werkzeugspindel 1 hat vorn eine kegelige Bohrung zur Aufnahme von Schäften 13 handelsüblicher Fräser oder Dorne für Schleifscheiben oder kegeligen Hülsen 14 zur Aufnahme von Spannzangen 15 zum Spannen von zylindrischen Werkzeugschäften. Dabei werden die Werkzeugschäfte 13 oder Spannzangen 15 über eine Gewindespindel 16 in bekannter Weise gespannt.
In Figur 3 ist das Drehzahlbild des hier dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels abgebildet.
Durch Polumschaltung des Antriebsmotors 5 werden drei Drehzahlen an der Antriebswelle 17 von ca. 710, 1400 und 2800 U/min. erzeugt. Bei einer Wahl von 4 Riemenübersetzungen lassen sich besonders vorteilhaft 12 Drehzahlen von ca. 250 - 11200 U/min. geometrisch gestuft mit einem Stufensprung von ca. 1,4 an der Werkzeugspindel 1 erzeugen.
Durch die Wahl anderer Ubersetzungen, Anzahl der Stufen der Riemenscheibe und Polzahlen des Motors oder anderer Drehzahlen des Antriebes sind eine Vielzahl verschiedener Drehzahlreihen und Drehzahlgrößen möglich.

Claims

Patentansprüche

9 Bearbeitungseinheit für Werkzeugmaschinen bestehend aus einer radial und axial starr wälzgelagerten Werkzeugspindel und einem Antrieb dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb vorzugsweise aus einem mindestens zweifach polumschaltbaren Drehstrommotor 5 besteht und zwischen dem Motor 5 und der Werkzeugspindel 1 ein mindestens zweifach gestufter Riementrieb 6, 7, 8 angeordnet ist, wobei der Riemen 7 aus einem Mehrfachkeilriemen besteht und die Wälzlagerung 2, 3 der Werkzeugspindel 1 Drehzahlen bis 14 000 U/min. (nach Katalogangabe des Herstellers) bei Fettschmierung zuläßt, wobei im Splndelkopf 1 eine Werkzeugaufnahme für Werkzeugschäfte bis zur Größe Steilkegel 40 DIN 2080 vorgesehen ist.
2.) Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemenscheibenaußendurchmesser der größten Riemenscheibe auf der Wérkzeugspindelmitte, die kleinste maßliche Ausdehnung des Spindellagerungsgehäuses "a" auf der Arbeitsseite "A" einschließlich Verdeck nicht überragt.
3.) Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 3-fach polumschaltbarer Antriebsmotor 5 mit mit 710, 1400 und 2800 U/min. mit einem 4-fach gestuften Riementrieb 6, 7, 8 kombiniert wird, so daß bei Riemenübersetzungen 12 Drehzahlen mit einem geometrischen Stufensprung von ca. 1,4 zwischen 250 und 11200 U/min.

erreicht werden.
4.) Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die größte übertragbare Zerspanungsnennleistung in KW an der Werkzeugspindel mindestens dem 1,5-fachen Wert des Maßes a, gemessen in cm, entspricht, wobei dieser Leistungskennzahl zugrunde liegt: eine Motordrehzahl n = 2800 U/min.

eine Übersetzung 1 : 1 der größtmöglichen Riemenscheibe auf der Werkzeugspindel und ein Antriebsriemen von 43 mm Breite und beiderseits gelagerte Stufen-Riemenscheiben 6 und 8.
5.) Bearbeitungseinheit#nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindellagerungsgehäuse 4 zylindrisch ausgebildet ist und an einer Platte oder Gehäuse 18 zusammen mit den Lagerungsgehäusen 19 und 20 der gestuften Riemenscheiben 6 und 8 befestigt ist, an der gleichfalls der Antriebsmotor 5 geklemmt ist und der Riementrieb zum Zwecke des Riemenwechsels mit einer Schraube 9 gelöst und gespannt werden kann.