DE29901272U1 - Spindle drive for a machine tool - Google Patents
Spindle drive for a machine toolInfo
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Description
DEPO Werkzeugmaschinentechnik GmbH & Co.
Von-Liebig-Str. 34
33428 MarienfeldDEPO Machine Tool Technology GmbH & Co.
Von-Liebig-Str. 34
33428 Marienfeld
Bezeichnung: Spindelantrieb für eine WerkzeugmaschineDesignation: Spindle drive for a machine tool
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spindelantrieb für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Fräsmaschine mit einer mit einer Werkzeugaufnahme versehenen Motorspindel eines hochdrehenden Elektromotors, wie eines Hochfrequenzmotors .The invention relates to a spindle drive for a machine tool, in particular for a milling machine with a motor spindle provided with a tool holder of a high-speed electric motor, such as a high-frequency motor .
Solche Spindelantriebe dienen vor allem bei Fräsmaschinen für die Feinbearbeitung, denn hier wird für den Schlichtbetrieb bei geringem Spanabtrag eine möglichst hohe Drehzahl des Bearbeitungswerkzeuges gefordert. Drehzahlen von einigen zehntausend min"1 sind hierbei üblich, die bei einem gattungsgemäßen Spindelantrieb ohne zwischengeschaltetes Getriebe unmittelbar von der als Motorspindel mit Werkzeugaufnahme ausgebildeten Motorwelle aufgebracht werden. Bei den hochdrehenden Elektromotoren handelt es sich vornehmlich um Hochfrequenzmotore, die bei niedrigerer Drehzahl nicht mit einer brauchbaren Leistung betrieben werden können. Such spindle drives are used primarily in milling machines for fine machining, because here the highest possible speed of the machining tool is required for finishing operations with low chip removal. Speeds of several tens of thousands of rpm are common here, which are applied directly by the motor shaft, which is designed as a motor spindle with a tool holder, in a spindle drive of this type without an intermediate gear. The high-speed electric motors are primarily high-frequency motors, which cannot be operated with a usable power at lower speeds.
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Andererseits sind drehmomentstarke Spindelantriebe bekannt, die mit weitaus geringeren Spindeldrehzahlen arbeiten, um für Schruppvorgänge ein genügend hohes Moment am Bearbeitungswerkzeug zur Verfügung zu stellen. Bei derartigen Spindelantrieben ist meist ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen, um die höhere Motordrehzahl auf die geringere Spindeldrehzahl zu untersetzen.On the other hand, high-torque spindle drives are known that operate at much lower spindle speeds in order to provide a sufficiently high torque on the machining tool for roughing processes. Such spindle drives usually have a reduction gear to reduce the higher motor speed to the lower spindle speed.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Spindelantrieb der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem zusätzlich bei geringeren Drehzahlen ein größeres Drehmoment für die Schruppbearbeitung erzielt werden kann.The invention is based on the object of creating a spindle drive of the generic type with which a greater torque can be achieved for roughing at lower speeds.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Spindelantrieb nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem hochdrehenden ersten Elektromotor ein drehmomentstarker Elektroantrieb mit einem zweiten Elektromotor vorhanden ist, wobei zwischen dem Elektroantrieb und der Motorspindel des ersten Elektromotors eine den Elektroantrieb wahlweise auf die Motorspindel aufschaltende oder davon trennende Kupplung angeordnet ist.This object is achieved in a generic spindle drive according to the invention in that, in addition to the high-speed first electric motor, a high-torque electric drive with a second electric motor is present, with a coupling being arranged between the electric drive and the motor spindle of the first electric motor, which selectively connects the electric drive to the motor spindle or disconnects it from it.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß in dem neuen Spindelantrieb ein hochdrehender Antrieb für Schlichtarbeiten bei kleinem Drehmoment und ein niedrigerer drehender Antrieb für Schrupparbeiten mit einem hohen Drehmoment vereinigt sind. So kann der drehmomentstarke Elektroantrieb in üblicher Weise als Hauptantrieb ausgelegt werden, der dann über die vorhandene Kupplung von dem hochdrehenden Antrieb getrennt wird, wenn beim Schlichten mit hohen Drehzahlen gearbeitet werden muß. So wird der zusätzliche Elektroan-It is essential for the invention that the new spindle drive combines a high-speed drive for finishing work with low torque and a lower rotating drive for roughing work with high torque. The high-torque electric drive can thus be designed as the main drive in the usual way, which is then separated from the high-speed drive via the existing clutch when finishing work has to be carried out at high speeds. The additional electric drive
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antrieb nicht mit den hohen Drehzahlen belastet, mit denen die Motorspindel des ersten Elektromotors betrieben werden kann.drive is not subjected to the high speeds at which the motor spindle of the first electric motor can be operated.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous design features of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment example and the drawing.
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines kombinierten Spindelantriebes in erster Ausführung undFig. 1 schematically shows the structure of a combined spindle drive in the first version and
Fig. 2 schematisch den Aufbau eines kombinierten Spindelantriebs in zweiter Ausführung.Fig. 2 shows schematically the structure of a combined spindle drive in a second embodiment.
Im einzelnen zeigt Figur 1 einen ersten Elektromotor 1, von dem der Stator 2 andeutungsweise und der Rotor 3 zu erkennen ist. Der Rotor 3 sitzt auf einer Welle, die zugleich als Motorspindel 4 mit einer Werkzeugaufnahme 7 am einen aus dem Elektromotor 1 herausgeführten Ende ausgebildet ist. Die Motorspindel· 4 ist in Lagern 5 und 6 gelagert, die für hohe Drehzahlen von einigen zehntausend min'1 ausgelegt sind. Diese Drehzahlen sind erforderlich, um Schlichtvor-Ü gänge mit geringem Spanabtrag bei einer Fräsmaschine vornehmen zu können. Entsprechend ist der Elektromotor 1 vornehmlich als Hochfrequenzmotor ausgelegt, der für entsprechend hohe Drehzahlen geeignet ist.In detail, Figure 1 shows a first electric motor 1, of which the stator 2 and the rotor 3 can be seen. The rotor 3 sits on a shaft which is also designed as a motor spindle 4 with a tool holder 7 at one end leading out of the electric motor 1. The motor spindle 4 is mounted in bearings 5 and 6 which are designed for high speeds of several tens of thousands of rpm . These speeds are necessary in order to be able to carry out finishing processes with little chip removal on a milling machine. Accordingly, the electric motor 1 is designed primarily as a high-frequency motor which is suitable for correspondingly high speeds.
An der der Werkzeugaufnahme abgelegenen Seite ist aus dem Elektromotor 1 auch das zweite Ende 8 der Motorspindel 4On the side remote from the tool holder, the second end 8 of the motor spindle 4 is also connected to the electric motor 1.
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herausgeführt, an das eine schaltbare Kupplung 9 angesetzt ist. Koaxial mit der Motorspindel 4 ist aus der Kupplung 9 eine Welle 10 herausgeführt, die je nach Schaltstellung der Kupplung 9 mit der Motorspindel 4 drehfest verbunden oder davon getrennt ist. Die Welle 10 ist in einem Lager 11 abgestützt, welches anders als die Motorlager 5 und 6 nicht für sehr hohe Drehzahlen ausgelegt werden muß. Auf der Welle 10 sitzt ein Getrieberad 12, welches zu einem Untersetzungsgetriebe 13 gehört, das das Getrieberad 12 mit der Welle 16 eines zweiten Elektromotors 17 verbindet. Das Untersetzungsgetriebe 13 ist hier als Riemengetriebe ausgebildet und weist entsprechend einen über das Getrieberad 12 geführten Riemen 14 auf, der andererseits ein Antriebsrad 15 auf der Welle 16 des zweiten Elektromotors 17 umfängt.to which a switchable clutch 9 is attached. Coaxial with the motor spindle 4, a shaft 10 is led out of the clutch 9, which is connected to the motor spindle 4 in a rotationally fixed manner or separated from it depending on the switching position of the clutch 9. The shaft 10 is supported in a bearing 11, which, unlike the motor bearings 5 and 6, does not have to be designed for very high speeds. A gear wheel 12 is located on the shaft 10, which belongs to a reduction gear 13 that connects the gear wheel 12 to the shaft 16 of a second electric motor 17. The reduction gear 13 is designed here as a belt drive and accordingly has a belt 14 that is guided over the gear wheel 12, which on the other hand surrounds a drive wheel 15 on the shaft 16 of the second electric motor 17.
Neben dem ersten hochdrehenden Elektromotr 1 mit der Motorspindel 4 stellt die von der Kupplung 9 bis zu dem zweiten Elektromotor 17 reichende Einheit einen drehmomentstarken Elektroantrieb 18 dar, der bedarfsweise über die Kupplung 9 auf die Motorspindel 4 aufgeschaltet werden kann. Dadurch ist es möglich, mit der Motorspindel 4 bei niedrigerer Drehzahl ein hohes Drehmoment zur Verfügung zu stellen, wie es bei Fräsmaschinen für Schrupparbeiten benötigt wird. Bei diesem Schruppbetrieb wird sinnvollerweise der erste Elektromotor 1 elektrisch abgeschaltet, er läuft bei dieser Betriebsart folglich im Leerlauf.In addition to the first high-speed electric motor 1 with the motor spindle 4, the unit extending from the coupling 9 to the second electric motor 17 represents a high-torque electric drive 18, which can be connected to the motor spindle 4 via the coupling 9 if required. This makes it possible to provide a high torque with the motor spindle 4 at a lower speed, as is required for roughing work on milling machines. During this roughing operation, the first electric motor 1 is sensibly switched off electrically, so that it runs idle in this operating mode.
Figur 2 zeigt eine Variante für den drehmomentstarken Elektroantrieb 18, insoweit ist hier der Aufbau des Spindelan-'triebs hinsichtlich des hochdrehenden Elektromotors 1 einschließlich der Kupplung 9 der gleiche wie beim Ausfüh-Figure 2 shows a variant for the high-torque electric drive 18, insofar as the structure of the spindle drive with regard to the high-speed electric motor 1 including the coupling 9 is the same as in the version
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rungsbeispiel nach Figur 1. Der zweite Elektromotor 17, von dem der Stator 20 andeutungsweise und der Rotor 19 dargestellt ist, ist ohne Zwischenschaltung eines Getriebes mit seiner Welle 16 koaxial mit der Motorspindel 4 des ersten hochdrehenden Elektromotors 1 ausgerichtet und unmittelbar in die Kupplung 9 eingeführt. Hierbei ist der zweite Elektromotor 17 so ausgeführt, daß er ohne Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes das hohe für Schrupparbeiten erforderliche Drehmoment zur Verfügung stellen und über die Kupplung 9 unmittelbar auf die Motorspindel 4 übertragen kann. Die Lager 21 und 22 der Welle 16 des zweiten Elektromotors 17 sind hier an die niedrigeren Drehzahlen des zweiten Elektromotors 17 angepaßt.Example of a drive according to Figure 1. The second electric motor 17, of which the stator 20 and the rotor 19 are shown, is aligned with its shaft 16 coaxially with the motor spindle 4 of the first high-speed electric motor 1 without the interposition of a gear and is inserted directly into the coupling 9. The second electric motor 17 is designed in such a way that it can provide the high torque required for roughing work without the interposition of a reduction gear and can transmit it directly to the motor spindle 4 via the coupling 9. The bearings 21 and 22 of the shaft 16 of the second electric motor 17 are adapted here to the lower speeds of the second electric motor 17.
In den beiden Ausführungsvarianten nach den Figuren 1 und 2 sind zweckmäßig der erste hochdrehende Elektromotor 1 und der drehmomentstärkere zweite Elektromotor 17 als frequenzsteuerbare Drehfeldmaschinen ausgebildet, sie können dann nämlich an einem gemeinsamen Frequenzumrichter betrieben werden. Denn es ist immer jeweils nur einer der beiden Elektromotore 1, 17 in Aktion, weil - wie erwähnt - der erste hochdrehende Elektromotor 1 beim drehmomentstarken Schruppantrieb elektrisch abgeschaltet bleiben kann.In the two design variants according to Figures 1 and 2, the first high-speed electric motor 1 and the higher-torque second electric motor 17 are expediently designed as frequency-controlled rotating field machines, so that they can then be operated on a common frequency converter. This is because only one of the two electric motors 1, 17 is ever in action because - as mentioned - the first high-speed electric motor 1 can remain electrically switched off in the high-torque roughing drive.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,!.Spindle drive for a machine tool, in particular for a milling machine, with a motor spindle provided with a tool holder of a high-speed electric motor, such as a high-frequency motor,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,2. Spindle drive according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Spindle drive according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Spindle drive according to claim 4,
characterized,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29901272U DE29901272U1 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Spindle drive for a machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29901272U DE29901272U1 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Spindle drive for a machine tool |
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| DE29901272U1 true DE29901272U1 (en) | 1999-06-02 |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29901272U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002092280A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Jupiter Srl | Precision headstock with controlled axes and automatic change of the electrospindles |
| DE102006040319B3 (en) * | 2006-08-29 | 2008-01-03 | Franz Kessler Gmbh | Multi-spindle machine tool, with paired spindles in stator housings, has structured shaft units which can be withdrawn to take out paired spindles for repair |
| DE102010022402A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Heinz Adams | Machine tool for performing e.g. sharpening process, on workpiece, has spindle pole and rotary table provided two drives respectively and one drive used for final editing process and another drive used for final finishing process |
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- 1999-01-26 DE DE29901272U patent/DE29901272U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990715 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19990920 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020226 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050202 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DEPO GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: DEPO WERKZEUGMASCHINENTECHNIK GMBH & CO., 33428 MARIENFELD, DE Effective date: 20060220 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20070801 |