DE29508785U1

DE29508785U1 - Antriebsaggregat für die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE29508785U1
Application number: DE29508785U
Authority: DE
Original assignee: Deckel Maho GmbH
Current assignee: Deckel Maho GmbH
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2005-05-27

Description

ANTRIEBSAGGREGAT FUR DIE ARBEITSSPINDEL EINER WERKZEUGMASCHINE

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einer Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung vom Getriebe auf die Arbeitsspindel.

Derartige Antriebsaggregate sind allgemein bekannt und werden in verschiedensten Ausführungen bei der spanenden Werkstückbearbeitung eingesetzt. Eines der Konstruktionsprinzipien bei der Auslegung und Gestaltung derartiger Antriebsaggregate liegt darin, daß im Hinblick auf die sich ständig erhöhenden Betriebsdrehzahlen der Arbeitsspindel die bewegten Massen im Getriebe und in der Wellenanordnung möglichst gering sein sollen, um beispielsweise das Anlaufverhalten und auch die Nutzleistung der Maschine zu verbessern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß für bestimmte Bearbeitungsvorgänge,

I12-X2687-Sd/Kf

beispielsweise bei der Schruppbearbeitung von bestimmten Werkstoffen, beispielsweise Leichtmetallen oder auch harten und spröden Materialien, durch den zyklischen Angriff der Werkzeuge Schwingungen und Vibrationen insbesondere in bestimmten Drehzahlbereichen verursacht werden, welche die gesamte Maschine belasten und sich auch negativ auf den Spanvorgang, d.h. auf die -Formgenauigkeit des Schnittes, auswirkten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebsaggregat für die Arbeitsspindel von Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei dem die auftretenden Schwingungen und Vibrationen der Maschinenteile und auch des Werkzeugs kompensiert werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest eines der drehangetriebenen Bauteile des Antriebsaggregate eine zusätzliche Schwungmasse aufweist.

Eine besonders einfache und damit kostengünstige Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die als Rotationskörper, z.B. als Hülse ausgebildete Schwungmasse auf der Ausgangswelle des Getriebes oder auf der Antriebswelle der Arbeitsspindel, z.B. in Form einer Hülse, befestigt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung eines Standardgetriebes und auch den einfachen ggf. nachträglichen Anbau der rotationssymmetrischen Schwungmasse auf einer im Maschinengehäuse laufenden Welle unter der jeweils günstigsten Ausnutzung des zur Verfugung stehenden Raumes.

Für sog. Universal-Werkzeugmaschinen, bei denen sich die Betriebsdrehzahlen der Arbeitsspindel in weiten Grenzen ändern können, ist eine besondere Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, gemäß der die Schwungmasse über eine gesonderte Kupplung mit dem jeweils zugehörigen Getriebeteil

verbunden werden kann. Das Zuschalten der Kupplung ermöglicht eine wahlweise Aktivierung der Schwungmasse nur für bestimmte Bearbeitungsvorgänge, beispielsweise beim Schruppen von kritischen Werkstoffen oder auch beim Arbeiten in einem Drehzahlbereich, in dem Resonanzschwingungen auftreten können. Während die Werkzeugmaschine bei der normalen Werkstückbearbeitung ohne Schwungmassenausgleich arbeiten kann und damit die Vorzüge eines Leichtbaus hat, lassen sich durch Zuschalten der Schwungmasse die bisher bei bestimmten Bearbeitungen auftretenden Vibrationserscheinungen wirksam verhindern. Zweckmäßig sollte die Kupplung als Reibungs- bzw. Schlupfkupplung ausgebildet sein, um insbesondere während des Anlaufbetriebes Stöße im System zu vermeiden.

Eine besonders vorteilhafte Anpassung der durch die Schwungmasse erzielbaren Effekte an die unterschiedlichen Bearbeitungsvorgänge von Universal-Fräs- und Bohrmaschinen läßt sich dadurch erzielen, daß mehrere gesonderte Schwungmassen an einem oder mehreren der rotierenden Teile der Übertragungsanordnung vorgesehen sind, wodurch das Schwingungsverhalten der gesamten Maschine durch die Auslegung dieser ggf. zuschaltbaren Schwungmassen an die besonderen Einsatzzwecke angepaßt werden kann.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen beschrieben.

Die Zeichnung zeigt den Teil einer Universal-Fräs- und Bohrmaschine mit einem Spindelgehäuse 1, an derem vorderen Ende ein Fräskopf 2 über einen Schwenkkopf 3 derart montiert ist, daß der Fräskopf 2 selbsttätig motorisch aus der dargestellten Horizontalstellung in eine - nicht dargestellte - Vertikalstellung verschwenkt werden kann. Im Spinde!gehäuse 1 be-

findet sich ein Getriebe 4 mit einer Eingangswelle 5, auf der eine Riemenscheibe 6 sitzt. Die Ausgangswelle 7 des Getriebes trägt ein Kegelrad 8, das mit einem weiteren Kegelrad 9 in kontinuierlichem Eingriff steht. Die Welle 10 dieses Kegelrades 9 ragt in den Schwenkkopf 3 hinein und trägt an ihrem Ende eine Schaltkupplung 11, durch deren Betätigen die Welle 10 mit dem Gehäuse des Schwenkkopfes 3 drehfest verbunden werden kann, um durch eine entsprechende Drehbewegung dieser Welle 10 eine Verschwenkung des Fräskopfes 2 aus der horizontalen in die vertikale Arbeitsstellung - und umgekehrt - durchzuführen. Ferner sitzt auf der Welle 10 ein weiteres Kegelrad 12 in dem in den Schwenkkopf 3 hineinragenden Abschnitt, welches mit einem weiteren Kegelrad 13 in kontinuierlichem Eingriff steht. Über dieses Kegelrad 13 wird eine im Fräskopf 2 drehbar gelagerte herkömmliche Arbeitsspindel 14 angetrieben. Wie ersichtlich, ist der Schwenkkopf 3 an der um 45 ° nach unten geneigten Stirnseite 15 des Spindelgehäuses 1 drehbar abgestützt und an einem zur Welle 10 koaxialen Ansatz 16 geführt.

Zur Kompensation von durch die Werkstückbearbeitung erzeugten Schwingungen und Vibrationen ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Abtriebswelle 7 des Getriebes eine Schwungmasse 17 in Form einer relativ schweren Hülse angeordnet, die entweder auf dieser Abtriebswelle 7 dauerhaft befestigt oder auf dieser Welle drehbar gelagert und nur im Bedarfsfall über eine Kupplung 18 mit der Welle 7 kuppelbar ist. Diese Kupplung 18 kann als gesondert betätigbare Formschlußkupplung ausgebildet sein, um beim Einschalten eines entsprechenden Betätigungselementes eine drehfeste Verbindung zwischen der trägen Masse 17 und der Welle 7 herzustellen. Zur Vermeidung von plötzlichen Beanspruchungen beim Zuschalten der Schwungmasse 17 kann die

Kupplung 18 zweckmäßigerweise auch als Reibungs- bzw. Schlupfkupplung ausgebildet sein.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine weitere hülsenförmige Schwungmasse 20 auf der Welle 10 vorgesehen, wobei auch diese Schwungmasse 20 entweder dauerhaft auf der Welle 10 befestigt oder aber über eine Schaltkupplung mit dieser verbindbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise die Schwungmassen nicht in Form von Hülsen, sondern auch als Ringkörper von vergrößerten Durchmessern ausgebildet sein, falls die Abmessungen der jeweiligen Gehäuseteile dies zulassen. Darüberhinaus besteht auch die Möglichkeit, eine zusätzliche Schwungmasse in eines der Getriebezahnräder zu integrieren, das sich bei dem jeweils kritischen Drehzahlbereich im Antriebsstrang befindet.

Claims

Ansprüche

1. Antriebsaggregat für die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einer Wellenanordnung zur Drehmomentübertragung vom Getriebe auf die Arbeitsspindel, dadurch gekennz.eich.net , daß die Übertragungsanordnung (4, I₁ 10) eine zusätzliche Schwungmasse (17; 20) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse {17, 20) als Rotationskörper ausgebildet und auf einer Welle (7, 10) der Übertragungsanordnung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmig ausgebildete Schwungmasse {17, 20) über eine Kupplung (18) mit einem der rotierenden Teile (7, 10) der Übertragungsanordnung drehfest verbindbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schwungmassen (17, 20) an einem oder mehreren der rotierenden Teile (1, 10) der Übertragungsanordnung vorgesehen sind.