DE2711238B2

DE2711238B2 - Frässpindelanordnung

Info

Publication number: DE2711238B2
Application number: DE19772711238
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Horiuchi; Hiromu Iwasawa; Mitsuru Kubota; Seiji Manabe; Michio Nawa; Tomoaki Osada; Akira Tsujimura
Original assignee: KK Meidensha Tokio
Current assignee: KK Meidensha Tokio
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2711238A1; DE2711238C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Frässpindelanordnung, bei der eine Frässpindel von einem sie konzentrisch umfassenden maschinenfesten und von einem Hauptmotor antreibbaren Antriebselement drehantreibbar ist und demgegenüber die Frässpindel mittels einer in einer maschinenfesten Halterung drehfest und längsverschiebbar angeordneten, die Frässpindel drehbar und axial unverschiebbar aufnehmenden Pinole axial verschiebbar ist sowie mit einer in einer zentralen Bohrung der Frässpindel angeordneten zweiteiligen Fräscranzugsstange, deren der Spindelnase zugewandter Teil beschränkt axial beweglich gegenüber der Frässpindel ist und der mit seinem rückwärtigen Ende mit dem anderen Teil der Fräseranzugsstange über eine Kcilwellenverbindung undrehbar aber axial verschieblich verbunden ist, wobei dieser andere Teil axial unverschieblich gelagert und mittels eines Spannmotors über eine aus- und einrückbare Kupplung in beiden Richtungen drehantreibbar ist.

Eine derartige Frässpindelanordnung ist aus der DE-PS 1103 723 für eine Bohrwerksspindel einer vergleichsweise großen Werkzeugmaschine mit langem Ausfahrweg für die Frässpindelpinole und mit großem Hauptantriebsmotor und umfangreichem Gctriebeztig bekannt. Aufgrund des Gebrauchszweckes der Werkzeugmaschine, in der die bekannte Frässpindelanordnung vorgesehen ist, wird für diese ein raumfordernder Aufbau benötigt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Frässpindelanordnung der genannten Art so auszubilden, daß sie für die Verwendung in einer vergleichsweise kleinen Fräsmaschine, mit entsprec!>end kurzem Ausfahrweg für die Piaole, einen sehr gedrängten, aber

ίο besonders starren Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Antriebselement in bekannter Weise die hohl ausgebildete Welle des Läufers des Hauptmotors ist, daß die maschinenfeste Halterung für die Pinole an der der Spindelnase zugewandten Stirnseite und der Spannmotor mit der Kupplung an der anderen Stirnseite des Ständergehäuses des Hauptmotors befestigt sind und daß der axial unverschiebbar gelagerte Teil der Fräseranzugsstange in der hohlen Welle des Läufers des Motors gelagert ist.

Aus der CH-PS 1 66 545 ist es zur Erzielung eines Materialdurchgangs bekannt, die Läuferwelle des Motors einer Werkzeugmaschine hohl auszubilden. Eine axiale Verschiebung der Spindel und des Werkzeugs

>5 gegenüber der Werkzeugmaschine ist nicht vorgesehen. Als Untersetzungsgetriebe kann in raumsparender Anordnung ein Planetengetriebe zwischen der Läuferwelle des Hauptmotors und der Frässpindel vorgesehen sein.

ω Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel;
F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel;

F i g. 3 einen Stoppmechanismus für eine Frässpindelanordnung nach F i g. 2 und

F i g. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel.
Eine in den Figuren dargestellte Frässpindelanordnung 10 enthält einen elektrischen Hauptmotor 12 mit einem Ständergehäuse 14, welches aus einem an beiden Enden offenen, hohlen, zylindrischen Teil 16, sowie aus zwei Abdeckungen 18, die die gegenüberliegenden Stirnseiten des zylindrischen Teil 16 schließen, besteht. Der Motor 12 besitzt Statorglieder 20. die an der Innenwand des Teils 16 angebracht sind und einen innerhalb der Statorglieder 20 liegenden Läufer 22. Der Läufer 22 sitzt auf einer als hohle Welle ausgebildeten Läuferwelle 24, die an Schultern 26 an ihren beiden Enden durch ein faar Kugellager 28 in den Abdeckungen 18 drehbar gelagert ist.

Die hohle Läuferwelle 24 hat nahe ihrem einen Ende einen im Durchmesser erweiteten Hohlraum 32, um das Einsetzen eines sich nach oben erstrecken, im Durchmesser verringerten Endteils 34 einer Frässpindel 36 in das Innere der Läuferwclle 24 zu erleichtern. Die Frässpindel 36 steht über eine Keilwellenverbindung 37 mit einem Ende der Läuferwelle 24 in Verbindung, so daß sie sich axial relativ zur Läuferwelle 24 bewegen kann. Im Bereich der Spindelnase ist eine Öffnung 40 zur

ho Befestigung eines nicht dargestellten Aufnahmedorns vorgesehen.

Die Frässpindel 36 ist mit zwei Kugellagern 48 in einer Pinole 50 gelagert, die in einer maschinenfesten Halterung 52 axial beweglich angeordnet ist. Die

b5 maschinenfeste Halterung 52 ist mit ihrem einen Ende an der einen Stirnseite 18 des Ständergehäuses 14 befestigt.

Eine Vorrichtung zur axialen Bewegung der Pinole 50

ist schematisch durch einen Block 54 dargestellt und wird später in Verbindung mit F i g, 4 noch erläutert.

Die Frässpindel 36 hat nahe der Spindelnase einen Flansch 56, durch den auch das eine Kugellager 48 gehalten wird.

Eine zweiteilige Fräseranzugsstange 58 besteht aus einer Spannstange 98 mit einem Gewinde 62, das in ein Innengewinde des AufnaJimedorns paßt, und aus einem Spannteil 96.

Ein Ventilatorgehäuse 86 ist an der anderen Stirnseite 18 des Ständergehäuses 14 vorgesehen. Auf dem Ventilatorgehäuse 86 ist ein regelbarer Spannmotor 88, z. B. ein Gleichstrommotor, angebracht, der eine Antriebswelle 90 hat, die in das Ventilatorgehäuse 86 hineinragt. An dieser Antriebswelle 90 ist ein Ventilatorrad 92 zur Belüftung des Hauptmotors 12 angebracht. Die Welle 90 steht weiterhin über eine Kupplung 94 mit dem hohlzylindrischen Spannteil 96 der zweiteiligen Fräseranzugsstange 58 in Verbindung, dessen eine Seite offen ist. Die Spannstange 98 ist mit Hilfe einer Keilwellenverbindung 100 mit dem Spannteil 96 verbunden. Das Spannteil 96 ist fest mit de; Kupplung 94 verbunden und drehbar durch je ein Kugellager 99 in der hohlen Läuferwelle 24 aufgenommen. Die Spannstange 98 hat einen Bund 102 über dem Gewinde 62, der so ausgebildet ist, daß er auf einem Widerlager 104 gehalten werden kann, das am inneren Umfang der Öffnung 40 der Spindel 36 befestigt ist. Die Welle des Spannmotors 88 erstreckt sich gemäß der gestrichelten Linien 106 so weit nach außen, daß auch eine manuelle Betätigung der Welle 90 möglich ist.

Liegt die Drehzahl des Spannmotors 88 in einem genügend hohen Bereich, z. B. bei 1800 Umdrehungen pro Minute, und ist die Kupplung 94 nicht betätigt, so wird durch das Ventilatorrad 92 genügend Kühlung für den Hauptmotor 12 erzeugt.

Soll der Aufnahmedorn an der Frässpindel 36 befestigt werden, so werden die Kupplung 94 und der Sparinmotor 88 betätigt. Dreht der Spannmotor 88 und damit auc'i die Fräseranzugsstange 58 mit einer genügend hohen Drehzahl, z. B. 100 Umdrehungen pro Minute, so wird die gewünschte Befestigung oder Ablösung des Aufnahmedorns an oder von der Frässpindel 36 bewerkstelligt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist einen Stoppmechanismus 106 auf zur Vermeidung von möglichen, jedoch unerwünschten Drehungen der Läuferwelle 24 während der Befestigung oder Entfernung des Aufnahmedorns an oder von der Frässpindel 36. Dieser Stoppmechnnismus 106 enthält eine Anzahl elektromagnetisch zu betätigender Stoppglieder 108, die mit gleichen Abständen voneinander am äußeren Umfang einer Ausgleichsscheibe 112 befestigt sind. Die Ausgleichsscheibe 112 ist am Ende der Läuferwelle 24 angebracht. Jede> Stoppglied wird durch eine entsprechende Nase 110 auf der Innenfläche der Abdeckung 18 des Ständergehäuses 14 gestützt. Die Ausgleichsscheibe 112 verhindert eine unerwünschte Drehung des Läufers 22, welche durch eine ungleiche Massenverteilung des Rotors verursacht werden kann. Die Ausgleichsscheibe 112 hai eine Vielzahl von Vertiefungen 114, die in gleichen Abständen am äußeren Umfang verteilt sind. Eine dieser Vertiefungen zeigt F i g. 3.

Jedes Stoppglied weist einen Eisenkern 116 auf, mit einer Mittelbohrung 118, in welcher ein Anschlagstift 120 in axialer Riclitung beweglich gelagert ist. Der Anschlagstift 120 hat an einem Ende einen abgerundeten vergrößerten KodI 122, der einer Scheibenvertiefung 114 gegenüberliegt und am anderen Ende eine magnetisierbare Druckscheibe 124. Die Mittelbohrung 118 ist in einem der Druckscheibe 124 gegenüberliegenden Bereich 126 vergrößert. In dieser vergrößerten Bohrung 126 lagen eine Rückholfeder 128, die konzentrisch zum Anschlagstift 120 angeordnet ist und einen leichten Druck zwischen der Druckscheibe 124 und dem inneren Ende 130 der vergrößerten Bohrung 126 ausübt. Der Eisenkern 116 beinhaltet eine

ίο ringförmige Aussparung 132, die zur Seite der Druckscheibe 124 hin offen isL In diese Aussparung 132 ist eine Erregerspule 134 eingebettet und mit einer ringförmigen Platte 136 abgedeckt. Bei Betätigung der Kupplung 94 wird auch die Spule 134 durch eine

is Stromquelle erregt.

Die Druckscheibe 124 wird dann magnetisch nach links entgegen dem Druck der Rückholfeder 128 gezogen. Damit wird der Anschlagstift 120 gegen die Ausgleichsscheibe 112 gedrückt, insbesondere gegen die

jo entsprechende Vertiefung 114 an den äußeren Umfang der Ausgleichsscheibe 122. um tine Drehung der Läuferwelle 24 zu verhindern. Das fühu dazu, daß sich nur die Fräseranzugsstange 58 dreht. Dadurch kann der Aufnahmedorn zügig an der Frässpindel 36 angebracht oder von der Frässpindel 36 gelöst werden. Befindet sich die Kupplung 94 im ausgekuppelten Zustand, so wird auch die Erregerspule 134 außer Strom gesetzt. Dadurch wird der Anschlagstift 120 mit Hilfe der Rückholfeder 128 in die Normalsteüung zurückgezogen

ίο und die Ausgleichsscheibe 112 sowie die Läuferwelle 24 können sich frei drehen. Diese Normalstellung des Anschlagstifts 120 ist durch die ausgezogenen Linien in der F i g. 3 dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel in der Fig.4 beinhaltet ein

j> Planetenradgetriebe 138, u;n die Drehzahl der Frässpindel 36 zu verringern. Dieses Getriebe enthält ein innenverzahntes Zahnrad 140, das an der Innenfläche eines Gehäuses 142 koaxial zur Frässpindel 36 angeordnet ist. Dieses Gehäuse 142 liegt zwiscnen der Abdeckung 18 des Hauptmotors 12 und der Halterung 52 Weiterhin besitzt dieses Getriebe ein Zentralzahnrad 144, das auf dem Ende der Läuferwelle 24 sitzt, und Umlaufzahnräder 146 (z. B. zwei), die mit den Zahnrädern 140 und 144 kämmen, jedes UmlaufZihnrad 146

4^r> sitzt auf einer Welle 148, die auf einem F'ansch 150 einer hohlen Ausgangswelle 152 befestigt ist. Die Ausgangswelle 152 ist mit der Frässpindel 36 drehfest, beispielsweise über eine Nut 154, verbunden. Die Ausgangswelle 152 ist drehbar mit Hilfe eines

so Kugellagers 156 in einer Endplatte 158 des Gehäuses 142 gelagert. Dadurch ist es möglich, einen Motor mit hoher Drehzahl zu verwenden, der im Vergleich zu einem Motor mit geringer Drehzahl kleine Abmessungen aufweist und einen geringeren Energieverbrauch

^r>5 hat.

Die F i g. 4 zeigt ferner, wie das Einsteller, der axialen Lage der Pinole 50 und damit eines in der Frässpindel 36 befestigten Schneidwerkzeugs (in der Zeichnung nicht dargestellt) rea!ti« zu dem Werkstück (in der Zeichnung

wi nicht dargestellt) möglich ist. Eine derartige Einstellvorrichtung 54 weist ein kastenförmiges Gehäuse 160, 166, das an der Wand der Halterung 52 befestigt ist, sowie eine Schnecke 162, die von einem Zapfen 164 zentral gehalten wird, auf. Der Zapfen 164 ist im Gehäuse 160,

h5 166 gelagert. Die Schnecke 162 hat an einer Seite ein Kegelzahnrad 168, das in ein Kegelzahnrad 170 eingreift. Dieses Kegelzahnrad 170 sitzt auf einer Weile 172, die drehbar durch ein in die Gehäusewand 160

eingesetztes Kugellager 174 gelagert ist. Das aus dem Gehäuse 160, 166 herausragende Endteil der Welle 172 trägt ein Handrad 176 mit einem Griff 178.

Die Schnecke 162 arbeitet mit einer Zahnstange 177 zusammen, die am äußeren Umfang der Pinole 50 angebracht ist. Dreht man das Handrad 176, so wen die Pinole 50 und damit die Frässpindel 36 je η Drehrichtung des Handrades 176 relativ zur Halten 52 aufwärts oder abwärts bewegt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Frässpindelanordnung, bei der eine Frässpindel von einem sie konzentrisch umfassenden, maschinenfesten und von einem Hauptmotor antreibbaren Antriebselement drehantreibbar ist und demgegenüber die Frässpindel mittels einer in einer maschinenfesten Halterung drehfest und längsverschiebbar angeordneten, die Frässpindel drehbar und axial unverschiebbar aufnehmenden Pinole axial verschiebbar ist, sowie mit einer in einer zentralen Bohrung der Frässpindel angeordneten zweiteiligen Fräseranzugstange, deren der Spindelnase zugewandter Teil beschränkt axial beweglich gegenüber der Frässpindel ist und der mit seinem rückwärtigen Ende mit dem anderen Teil der Fräseranzugstange über eine Keilwellenverbindung umdrehbar aber axial verschieblich verbunden ist, wobei dieser andere Teil axial unverschieblich gelagert und mittels x^:nes Spannmotors über eine aus- und einrückbare Kupplung in beiden Richtungen drehantreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement in bekannter Weise die hohl ausgebildete Welle (24) des Läufers des Hauptmotors (12) ist, daß die maschinenfeste Halterung (52) für die Pinole (50) an der der Spindelnase zugewandten Stirnseite unu der Spannmotor (88) mit der Kupplung (94) an der anderen Stirnseite des Ständergehäuses (14)des Hauptmotors (12) befestigt sind und daß der axial unverschiebbar gelagerte Teil (96) der Frnseranzugstange (58) in der hohlen Welle (24) des Läufers (22) des Hauptmotors (12) gelagert ist.

2. FrässpindeianorOnung nach Anspruch 1 mit einem Zahnradgetriebe zwisc. en dem Hauptmotor und dem die Frässpindel umfassenden Antriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein zwischen der hohlen Läuferwelle (24) des Hauptmotors (12) und der Frässpindel (36) angeordnetes Planetenradgetriebe (138) ist.